The body electric 2.0: recent advances in developmental bioelectricity for regenerative and synthetic bioengineering.
The body electric 2.0: recent advances in developmental bioelectricity for regenerative and synthetic bioengineering.
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DOI：
10.1016/j.copbio.2018.03.008
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发表时间：
2018-08
影响因子：
7.7
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
生物医学和合成生物工程的突破需要对解剖结构和功能进行预测性的合理控制。最近在操纵细胞和分子硬件方面取得的成功并没有与理解胚胎发生和再生过程中实施的图案化软件的进展相匹配。一个根本的能力差距是推动增长和形式的预期变化，以解决出生缺陷和创伤性损伤。在这里，我们回顾了一个令人兴奋的新兴领域的新工具，结果和概念进展：内源性非神经生物电信号，它使细胞集体作出全球决策，实现大规模的模式稳态。空间分布的电路调节基因表达，器官形态发生和全身的轴向模式。发育生物电促进了与器官水平模块化控制点的接口，这些控制点在体内指导图案化。破解生物电密码将使生物工程和再生医学取得变革性进展。
Breakthroughs in biomedicine and synthetic bioengineering require predictive, rational control over anatomical structure and function. Recent successes in manipulating cellular and molecular hardware have not been matched by progress in understanding the patterning software implemented during embryogenesis and regeneration. A fundamental capability gap is driving desired changes in growth and form to address birth defects and traumatic injury. Here we review new tools, results, and conceptual advances in an exciting emerging field: endogenous non-neural bioelectric signaling, which enables cellular collectives to make global decisions and implement large-scale pattern homeostasis. Spatially distributed electric circuits regulate gene expression, organ morphogenesis, and body-wide axial patterning. Developmental bioelectricity facilitates the interface to organ-level modular control points that direct patterning in vivo. Cracking the bioelectric code will enable transformative progress in bioengineering and regenerative medicine.
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