本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
我在Silver 實驗室的朋友們一直在做令人驚奇的事情，我想重點介紹一下去年夏天兩篇特別出色的論文。這兩篇論文都以非常有趣和出乎意料的方式重新思考了核酸（DNA 和 RNA）在合成生物學中的作用。
DNA
DNA 通常被稱為生命的“程式碼”或“藍圖”，是定義構成細胞的蛋白質的字母序列。在合成生物學中，透過組裝不同的 DNA 片段並將它們放入細胞中來構建新的通路。卡梅拉·海恩斯（Karmella Haynes）現在正在亞利桑那州立大學建立自己的實驗室，她著手不僅要建立新的 DNA 序列，還要改變細胞讀取 DNA 的方式。在人類細胞中，DNA 纏繞在稱為組蛋白的蛋白質小突起上，這使得 DNA 纏繞得足夠緊，可以將 1.8 米的 DNA 塞進大約 120 微米（0.00012 米）的染色體中。組蛋白不僅僅纏繞 DNA，它們還控制哪些 DNA 片段被積極讀取並轉化為蛋白質。在組蛋白上的一個位置新增碳原子會告訴細胞不要讀取纏繞在該組蛋白上的 DNA 序列，從而使基因沉默。透過混合一種識別這些沉默組蛋白的蛋白質，並將其與啟用基因表達的蛋白質結合，卡梅拉能夠開啟先前在細胞中被沉默的基因。在癌細胞中，告訴細胞停止生長的基因通常會被沉默，卡梅拉發現當她新增合成蛋白質時，這些基因會開啟，從而使癌細胞停止生長。
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該期刊的封面藝術也由卡梅拉創作，她不僅是一位傑出的科學家，還是一位出色的藝術家（她甚至在最近的會議上繪製了自己的海報！）。檢視論文：Karmella A. Haynes 和 Pamela A. Silver. (2011), 表觀遺傳沉默的合成逆轉, Journal of Biological Chemistry, 286 (31): 27176.
RNA
DNA 是一種可以開啟或關閉的程式碼，但它也是一個非常有趣的物理分子，一個堅固的雙螺旋結構，可以被程式設計彎曲成細胞內部沒有的不同形狀，這是一個稱為 DNA 奈米技術的新領域的焦點。由於 A 始終與 T 配對，G 始終與 C 配對，因此可以製作不同的序列，這些序列可以以除標準雙螺旋結構之外的其他形狀配對。另一方面，RNA 是一種資訊分子，在細胞內部扮演著多種角色。它是 DNA 和蛋白質之間的中間媒介，但它也可以將自身摺疊成具有許多不同功能細胞內部的複雜形狀。Camille Delebecque 與 DNA 奈米技術專家 Faisal Aldaye 想知道 RNA 是否也可以用作一種可程式設計材料，在細胞內部構建一個堅固的支架。他們設計了短 RNA 片段，這些片段會以某種方式相互結合，形成長的薄片或管狀結構，RNA 支架上具有蛋白質結合的對接位點。這些對接位點可以使細胞內部的蛋白質更靠近，從而使某些生化反應更快地發生，這在許多合成生物學應用中都很有用。
檢視 7 月 22 日《科學》雜誌上的論文：Camille J. Delebecque、Ariel B. Lindner、Pamela A. Silver 和 Faisal A. Aldaye. (2011) 使用合理設計的 RNA 元件組織細胞內反應。 Science, 333 (6041): 470.
這兩篇論文都只是令人興奮的合成生物學新方法研究的開端，我期待聽到更多來自這些偉大科學家和這些有趣的新研究途徑的資訊。