基因電路

基因電路是波士頓大學生物醫學工程師科林斯（J．Collins）的研究組在2000年設計了觸發器開關功能的基因電路，研製出一種“套環開關”，所選擇的細胞功能可隨意開關。

基本介紹

• 中文名：基因電路
• 組成：調節元件和被調節基因
• 調節元件：包括啟動子等
• 典型基因電路：周期振盪器

基因電路

由調節元件和被調節基因組成，調節元件包括啟動子等，如T7啟動子。被調節基因多為編碼蛋白質的基因，如廣泛用於檢測的綠色螢光蛋白（gfp)。與遺傳電路的區別是遺傳電路強調電路的可遺傳性，即能否穩定遺傳。不嚴謹時二者亦可混用。

典型基因電路

周期振盪器

2000 年，當時就職於普林斯頓大學的埃洛維茨（M．Elowitz）及其同事設計的環形振盪器能夠模仿這些振盪系統的行為， 它包括三個轉錄抑制蛋白，每個抑制蛋白都抑制下一個基因的轉錄，當某種特殊蛋白質含量發生變化時， 細胞能在發光狀態和非發光狀態之間轉換，便形成一個環狀迴路，起到有機振盪器的作用， 從而打開了利用生物分子進行計算的大門。設計過程的重點在於建立系統的基礎定量模型， 這樣就可以確定系統的主要參數和振盪周期。

觸發器開關

該迴路運用網路拓撲結構使得系統具有雙穩態和記憶功能，科林斯小組的基因觸發器開關採用的是兩個相互抑制的基因，它們分別編碼另外一個基因的轉錄抑制蛋白。多種轉錄抑制蛋白進行各種組合。就可以形成不同開關。如果外界刺激對抑制作用的強度不同，那么系統就會趨向一種穩定狀態，即一個基因被抑制，另一個完全轉錄。