2024年1月4日，威斯康星大学的研究人员在Cell发表题为A programmable reaction-diffusion system for spatiotemporal cell signaling circuit design的文章。
细胞在空间和时间上自组织分子以产生复杂的行为，但缺乏设计时空信号的合成策略。
该研究提出了一个可编程的反应扩散平台，用于使用两种细菌蛋白 MinD 和 MinE （MinDE） 设计哺乳动物细胞中的蛋白质振荡、模式和电路。MinDE电路的作用类似于“单电池无线电”，发射频率条形码荧光信号，可以使用数字信号处理工具进行光谱分离和分析。
研究人员定义了如何对这些信号进行遗传编程，并使用可工程的蛋白质-蛋白质相互作用将其时空动力学与细胞生物学联系起来。这使研究人员能够构建灵敏的报告电路，在频率条形码成像通道上广播内源性细胞信号动力学，并构建控制信号电路，合成细胞中的活动模式，例如蛋白质凝聚物组装和肌动蛋白丝化。该研究建立了一个范式，用于在对生物功能至关重要的长度和时间尺度上可视化、探测和工程化细胞活动。
