華僑報 (2019/08/14)

副 刊 | ​(醫與藥)哺乳動物細胞內快速演化新分子 周舟

 美國研究團隊最新開發出一種快速、精準的「定向演化」工具,可在哺乳動物細胞內培育出新的功能蛋白質,後者有望成為治療各類疾病的藥物。

 「定向演化」技術可人工加速自然演化進程,讓經過修飾的DNA(脫氧核糖核酸)序列完成某個特定任務,演化出新的生物分子。去年美英兩國科學家憑藉在酶的定向演化等成果獲得諾貝爾化學獎。然而現有的演化方法主要在細菌細胞中進行,有局限性。

 美國北卡羅來納大學醫學院的研究人員近日在美國《細胞》雜誌上發表文章,展示了一種快速、簡易且多用途的工具,數天內即可在哺乳動物細胞內演化出目標蛋白質。

 在這種被研究人員稱為「VEGAS」的工具使用過程中,研究人員以辛德畢斯病毒作為載體攜帶將發生突變的基因。感染培養皿中的細胞後,病毒所攜帶的基因快速發生突變,之後研究人員設定條件只讓某些突變基因生長,從而讓這些基因在細胞內編碼具有指定功能的蛋白質。研究人員說,這種工具可以在哺乳動物細胞中起作用,並演化出在細菌細胞中難以生成的新蛋白質。

 在一項展示實驗中,研究人員把「VEGAS」作用於一種被稱為「四環素反式激活因子」的蛋白質。這種蛋白質原本遇到四環素或強力黴素後會失活,但經過演化後得到的「新版本」裡二十二個基因發生了突變,在高劑量強力黴素條件下仍可發揮功能。

 論文第一作者、北卡羅來納大學醫學院博士後、助理研究員賈斯廷·英格利希說,此前報告的在哺乳動物細胞內定向演化實驗中,這種蛋白質在四個月時間中只有兩個基因發生突變,對強力黴素只產生了部分耐藥性。

 英格利希團隊還用這種工具演化出一種小分子「納米抗體」,未來有望將其開發成治療精神類疾病的藥物。◇