人工控制生命功能的“开关”——基因回路

在人类与癌症的搏斗中，CAR-T疗法是一种极其有效的“武器”。但是在CAR-T疗法过程中， 细胞因子释放综合征（CRS）的出现可能导致患者表现出发烧、低血压，甚至呼吸衰竭、肝功能衰竭等症状。

要从根源上解决这个难题，就得想办法让T细胞听从人们的意愿，在需要的时候表达，将要导致CRS症状时又立即停止——这不是天方夜谭，我国的科学家已经做到了这一点，利用人工组装的 基因回路，便可以通过控制T细胞内相关基因的表达，从而控制CRS的发生。

基因回路研究归属于 合成生物学的一个分支，相比其他合成生物学研究，基因回路专注于如何利用合成生物学知识控制生命功能的课题。

类似于电子电路，基因回路可以将输入信号通过元件的处理运算，在下游输出信号。

在这一过程当中，代替了电子电路中“电”这一媒介的角色，则是各式各样的生物分子。

目前，我国科学家设计了使用白藜芦醇调控的转基因表达系统，实现了对T细胞中CAR的表达与抑制。

白藜芦醇（RES）是一种有益于人体健康的非黄酮类多酚化合物，在葡萄、花生、虎杖等植物中普遍存在。

实验中，借由调控RES的剂量及给药时间，可以精准地调控CAR-T细胞的相应程度，从而可以在消灭肿瘤细胞的同时，避免持续激活CAR-T细胞引起的细胞因子风暴等毒副作用，显著延长了小鼠的生存时间。

基因回路研究被认为开始于“双稳态开关”回路及“自激振荡网络”的研究，而历经二十余年的发展，基因回路已逐步走向生物制造、环境监测、生物安防、医疗等应用领域，同时也展现出无限的潜能。

也许在未来，基因回路真的能够实现生命功能的程序化控制。到时候，一键“清空”疲累、失眠、紧张和疾病，都会成为人们习以为常的现实。