昔日，《Science》杂志上宣布的一则论文引起了各界的关注。美国加州理工学院的科学家们斥地出一种全新的超声成像零碎。这一技术手段打破了原有成像妙技的镣铐，以致还能看到肿瘤细胞基因什么时候最为烦懑。
DOI: 10.1126/science.aax4804
现代细胞生物学家总会想各种门径去窥看DNA片断，由于这些是解读细胞听从的明码。细胞不休地掀开或开启基因从而管制细胞，科学家经由过程观察DNA遗传措施来明了细胞的效率。
研讨职员颠末编码细胞外一种绿色荧光卵白（GFP）的物质来视察。顾名思义，它是一种收回明朗绿色的蛋白质。因此，假定钻研人员想要更多地相熟细胞是若何酿成神经元的，他们可以将GFP基因和神经元基因一起插入胚胎的DNA中。当胚胎细胞掀开神经元基因时，它们也会注释GFP基因，细胞会发出绿光，这使得研究人员很容易创造编码神经元组成的基因步伐是烦闷的。
当然这项技艺不绝有用，但它有一个很大的范围性：由于鲜丽无奈很好地穿透大大都生物组织，是以GFP基因无法用于监测生物体内深层细胞的活性。
超声波攻破桎梏观测基因
为了办理这一艰巨，加州理工学院的Mikhail Shapiro提出了新的整治方案。保守医学研究所化学项目教授兼研讨人员Shapiro统率钻研生Arash Farhadi及其共事开收回了一种新的基因呈文方式。他们使用超声波视察遗传活性，相较于辉煌光耀，超声波可以穿透组织深处。这种非侵入性手艺非常长于窥探组织。
钻研人员已经使用超声波来检测肿瘤中的基因活性
科学家们从一些水生微生物中取得了灵感：这些微生物可能在体内组成一类非凡的蛋白构造，它们就像是气球一样，两头充溢了气氛。对水生微生物而言，这种蛋白构造能给它们供给浮力。而在科学家的眼中，由于构造中的氛围与细胞中的水份在素质上具有截然有异，这类卵白布局足以提供超声成像所需的判袂率。
为了将编码气体囊泡的基因变幻为呈报基因，Shapiro与Farhadi做了一件从未做过的变乱：将11个基因用于将满盈气体的蛋白质植入到肠道细菌中，尔后将润饰的微生物注射到小鼠的肠道中。应用小型超声波探头动物肠道中的细菌簇。这一进程弥漫了挑战，由于细菌和哺乳植物在其DNA中读取基因的方式各不相同。
生物读取“基因明码”系统不兼容
这一历程布满了挑战，因为细菌与哺乳植物在其DNA中读取基因的方式有所一致。这象征着尽管Shapiro和Farhadi可以将细菌DNA插入细胞中，可是这些细胞不知道如那边置惩罚该DNA，这相通于为Apple总计机编写的顺叙不会在Windows共计机上运行。
Farhadi及其共事给出了筹算方法。他们缔造，经由过程将几种细菌基因与一种病毒中的蛋白质缝合在一起，他们可以经由一个创议子诱使哺乳植物细胞激活这些基因。插入9种细菌基因可以在培育种植提拔皿中威胁人肾细胞（HEK细胞）发赌气体球。含有气体囊泡的细胞在超声下涌现，而比较细胞则没有。
超声图像表现基因在小鼠肿瘤的边沿烦闷
为了测试这些细胞在动物中可否可见，研讨职员将这些基因转移到病毒窜改的人肾细胞中，今后将其注入小鼠体内。这些细胞导致肿瘤在啮齿动物中萌芽。当研讨人员用GFP视察肿瘤时，它们闪现为绿色斑点。超声供应了更切确的图像，表明只有肿瘤边缘的细胞才翻开制作怄气泡的基因。
新手艺另有待美满
多伦多森尼布鲁克健康科学核心的放射肿瘤学家Gregory Czarnota说：“这是一种探测细胞中基因诠释的灵巧声学方法。”但是科学家一致认为，这项手艺还具备一些题目，正如加州圣迭戈Salk生物研讨所的神经科学家Sreekanth Chalasani所说：“这项基因工程很是繁冗，要是有一种越发简单的方法来植入这些基因，我会更康乐使用。”
卵白质按一定比例编程到细菌基因簇中时，咱们必需弄精确这些比例，Shapiro与法哈迪Farhadi说，要弄清这一点，还需耗时数年的体系进程。既然他们具有无效的基因，他们说他们将大约运用它们研讨肿瘤，免疫细胞，神经元和活生物体中此外细胞类型中的基因注释。颠末进一步的改进，他们渴想全国各地的生物学家将运用超声波探查模子生物，以钻研其自然生物学情况中的细胞，并祈望大夫有朝一日可使用超声波来监测患者基于细胞的疗法的命运。
参照原料：
[1] Ultrasound can ‘see’ when tumor cells turn genes on and off
[2] Researchers Make it Possible for Ultrasound to Reveal Gene Expression in Body
