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科学家发明了有用的新分子定向进化的快速方法

美国科学家创造了一种强大的技术,可以“培养”哺乳动物细胞中的新功能蛋白,这些蛋白可以发展成对包括癌症在内的各种疾病的潜在治疗方法。

周四发表在《细胞》杂志上的这项研究证明了通过进化蛋白质来在几天之内执行新任务的“定向进化”技术。

定向进化是自然界进化过程的人工加速版本,它将单个DNA序列转化为新的疗法。但是,通常应用于细菌细胞的现有方法既费力又费时。

北卡罗来纳大学(UNC)大学医学院的研究人员开发了一种相对快速,简便且通用的工具。他们在Sindbis病毒中装载了待修饰的遗传物质,该病毒可以感染培养皿中的细胞,然后迅速且精确地突变。

这项研究显示,蓬勃发展的突变基因是那些编码蛋白质的基因,这些蛋白质能够在细胞内完成所需的功能,例如激活某种受体或开启某些基因。

研究人员说,该技术可以进化出新的人类,小鼠或其他哺乳动物蛋白质,而这些蛋白质将很难或无法使用传统的基于细菌细胞的方法生成。

在一个实验中,研究人员修饰了一种蛋白质,该蛋白质在遇到抗生素时通常会停止工作,但是即使抗生素剂量很高,具有22个突变的进化版本也可以继续工作。

该论文的主要作者,UNC大学医学院的博士后研究员贾斯汀·英吉伦说,这一过程仅花了7天,而以前报道的哺乳动物定向进化方法只花了4个月才产生两个突变。“我们开发的系统是迄今为止用于哺乳动物细胞定向进化的最强大的系统。”

English的团队还展示了该工具指导药物开发的潜力。他们迅速进化出称为纳米抗体的小生物分子,它们可以激活许多精神科药物靶向的不同脑细胞受体。

现在,他们正在研究能够中和致癌基因的纳米抗体。

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