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快速定向進化技術 幾天即可“造出”新分子

文章來源:科技日報 劉海英   發布時間:2019-07-08  【字號:     】  

  美國北卡羅萊納大學醫學院研究人員近日在《細胞》雜志線上版刊發研究報告稱,他們開發出一種可用于哺乳動物細胞的,可在幾天內產生具有特定性質的新分子,其效率遠高于目前使用的定向進化方法。

  定向進化是美國科學家弗朗西斯·阿諾德上世紀90年代提出的概念,通過在實驗室內模仿自然進化的關鍵步驟——突變、重組、篩選,在較短時間內完成漫長的自然進化過程,從而獲得具有新的功能和特性的蛋白質。這一方法具有明確的人為設定目標,能讓科學家重新設計分子,已成為新藥研發、化學工程等領域的重要研究工具。阿諾德也因在定向進化研究方面的開創性工作獲得了2018年諾貝爾化學獎。

  此次,北卡羅萊納大學研究小組開發的定向進化系統,使用辛德畢斯病毒作為待修飾基因的載體,通過宿主細胞內部的遺傳驅動序列實現選擇,因而被稱為“遺傳驅動序列的病毒進化”,或“VEGAS”。因為這一系統在哺乳動物細胞中起作用,所以可用于改造人類、小鼠或其他哺乳動物的蛋白質,這是傳統的基于細菌細胞的定向進化方法很難做到的。

  在研究報告中,研究小組詳細介紹了他們使用VEGAS系統改造四環素反式激活因子、G蛋白偶聯受體(GPCRs)以及變構納米抗體的情況。三項實驗皆在不到一周時間內成功完成,這比目前已有的定向進化方法要快了許多。

  研究人員指出,目前的定向進化技術大多費力且耗時,且通常應用于細菌細胞,在人類蛋白質研究方面的應用并不理想。他們開發的新系統,則為科學家提供了用于哺乳動物細胞定向進化的有力工具,有望推動新的分子工具和疾病療法的開發。




(責任編輯:侯茜)

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