中未来给人类的器官升级换代

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我们曾经想过拥有一个比天生器官更勤力工作的“超级器官”吗?比如“超级肝脏”等。插入人体干细胞内的合成DNA电路或许很快能让我们以前所未有的精度和速度打造出一个新器官。这一合成电路可以在计算机上设计并使用从网上订购的零件组装而成。科学家们表示，这一技术能让我们方便快捷地制造出供移植的身体器官，而且，这些器官在移植进入人体时也不会发生排异反应。

另外，这一技术也让我们满怀憧憬：或许某一天，我们也能借助这一技术对我们天生拥有的器官进行升级换代。英国伦敦大学学院的再生医学教授克里斯·梅森表示：“未来，我们希望能增强细胞的功能，得到‘超级器官’。”美国麻省理工学院的合成生物学家帕特里克·古冶领导的研究团队也在对这一新方法进行精耕细作。

人造DNA电路控制细胞发育

除了精子和卵子细胞，我们所有的细胞都包含有完全一样的遗传指令。这些细胞最终会发育成不同类型的细胞是因为“表观遗传”开关打开和关闭基因。科学家们表示，通过对这一机制进行操控，我们可以让成人细胞“倒带”，让其回到类似于胚胎的状态并使它们发育成身体的不同组织。为了将诱导多能干细胞(iPS)变成特定类型的身体器官，科学家们一般将其放入DNA和信号分子组成的“汤”中。这些DNA和信号分子会进入细胞内并对某些“表观遗传”开关进行操控。打开或者关闭什么基因取决于“汤”中的成分。梅森表示：“问题在于，有成千上万个这样的开关，而且，每个开关都需要正确的设置方式。”

另一个“拦路虎”是：“汤”中的所有细胞受到的影响都一样，因此，会发育成同类型的身体组织。不过，一块肝脏组织同一块起作用的肝脏并不一样。古冶表示，对诸如心脏这样复杂的身体组织来说，这一点更加明显。因此，更有用的一种办法将是一套每个干细胞在其发育过程中都能遵守的指令指南。古冶团队的方法正是基于这一点。他们通过查看神经细胞和肝脏细胞在整个自然的胚胎发育过程中会发生什么情况(哪个基因被打开以及什么时候被打开)开始了他们的研究，接着，他们设计并制造出了人造DNA控制电路以便在iPS细胞中复制这一开关过程。