華東理工大學13日宣布，最新一期國際權威學術期刊Nature methods發表了華東理工大學藥學院楊弋教授課題組獨立完成的研究論文《Spatiotemporal control of gene expression by a light-switchable transgene system(利用一個光調控的基因表達系統在空間和時間上調控基因的表達)》，實驗工作由王雪、陳顯軍兩位博士生共同完成。

　　據介紹，楊弋教授課題組利用合成生物學的方法，成功開發出一種簡單、穩定、容易使用的光調控基因表達系統。由於該系統有很好的應用前景，目前已經申請了專利。

　　該系統稱為LightOn系統，由一種光調控的轉錄因子和含有目的基因的轉錄單元構成。在藍光存在的情況下，轉錄因子能夠迅速被激活，從而啟動目的基因的轉錄與表達。該系統不僅具有誘導表達效率高、背景低、激活快、表達量可調節等普通誘導表達系統具有的優點，還能夠使人們獲得前所未有的在時間和空間上的高精度、可逆地控制目標基因的表達水平，既沒有污染、沒有殘留物，又綠色環保。

　　同時在生物工程產品生產方面，使用光作為誘導劑來調控生命體的各種新陳代謝活動，無污染排放，無化學殘留物，是一種綠色的技術。課題組利用該系統在小鼠活體內進行實驗，實現了紅色熒光蛋白在小鼠肝髒的指定區域的光控表達。與此同時，課題組還用光來控制胰島素的表達與分泌，成功地將患有I型糖尿病小鼠的血糖降到較低水平。

　　在基因治療方面，該系統可以精確地定位、定量、定時控制治療性基因的表達，從而可以避免治療不足或者治療過度，這是傳統方法做不到的；不僅可以廣泛應用於生命科學領域研究，LightOn系統可以精確地定位、定量、定時控制功能基因的表達，可為復雜生物學的問題解析提供有力的研究工具；還將為糖尿病等人類疾病提供一種在時間和劑量上精確控制的基因治療新途徑。

　　光遺傳學與合成生物學都是最近幾年剛剛興起的前沿生物領域。光是自然界中最普遍最易獲得的物質之一，相對於傳統的化學小分子誘導劑來說，光誘導劑不僅成本低廉容易獲取，而且還能夠在時間和空間上精確調控，因此利用光作為誘導劑來調控生命體的各種新陳代謝活動是生物學家們一直在追求的目標。如果使用化學藥物，然而以往采用化學小分子調控等的方法，由於技術的復雜性與局限性，不僅存在排放問題，而且從產品中去掉這些藥物也存在很多問題，因而很少得到應用。

　　《Nature Methods》是方法學領域的國際權威刊物。這篇關於LightOn系統的論文，是我國科學家在該雜志發表的首篇論文。由於該研究的重要性， 《Nature Methods》雜志還對楊弋教授進行了專訪，並將在同期的“The Author File”欄目刊出了該發現的背景故事。

　　這也是該課題組繼2011年10月在Cell Metabolism(IF：18.2)期刊發文以來，再次在國際權威學術期刊上發表合成生物學領域研究論文。(記者許婧)