如今,许多健身追踪器和智能手表都配备了发光二极管(LED)。这些设备通过发射绿光来监测用户的心率,无论是在运动还是休息状态下,绿光都能穿透皮肤,获取心率数据。最近,瑞士苏黎世联邦理工大学(ETH)的研究团队正在探索一种全新的应用方式:利用LED光线控制基因,进而影响细胞的行为。
ETH大学的Martin Fussenegger教授指出,这一项目面临的主要挑战在于人体细胞内部的自然分子系统对绿光没有反应。因此,研究团队需要创建一个全新的系统。经过努力,Fussenegger教授的团队成功开发出一种分子开关,这种开关可以在植入人体后,通过智能手表发出的绿光来激活。
这项研究成果已发表在《自然通讯》杂志上。分子开关的设计与研究人员向人体细胞中引入的基因网络紧密相关。当细胞受到绿光照射时,基因网络会启动,产生胰岛素等物质。一旦绿光消失,分子开关就会失效,过程也随之停止。这种系统有可能在未来成为治疗糖尿病的有效手段。由于智能手表的软件已经标准化,研究人员无需再开发专门的应用程序。他们在猪皮、活鼠以及智能手表上进行了实验,证明了该系统在特定条件下可以正常运行。Fussenegger教授表示,现有的智能手表为实现这一分子开关提供了可能,因为它们发出的光脉冲非常适合维持基因网络的运作。
然而,这种分子开关也更为复杂。它由多个分子组成,集成在细胞膜上,并通过连接物质与细胞内成分相互作用。当绿光照射时,这些成分会被激活并转移到细胞核中,从而激活胰岛素生成基因。当绿光消失后,这些成分又会回到原来的位置,恢复原有的状态。
Fussenegger教授认为,他们首次成功地将商用智能穿戴设备与植入技术结合在一起。大多数智能手表都能发出绿光,这为该技术的实际应用奠定了基础。不过,由于当前细胞治疗的限制,这项技术在接下来的十年内还无法进入临床应用阶段。
总之,这项研究展示了智能手表在医疗领域的巨大潜力,未来可能会带来更多的创新和突破。