細(xì)菌“注射器”將蛋白輸入人體細(xì)胞
科技日?qǐng)?bào)北京3月29日電 (記者張夢(mèng)然)《自然》雜志29日?qǐng)?bào)道一項(xiàng)生物科技重要成果:一種蛋白質(zhì)遞送裝置,它可利用細(xì)菌“注射器”將蛋白質(zhì)注射到人類細(xì)胞中。這種方法可能對(duì)未來(lái)人類生物醫(yī)學(xué)療法的應(yīng)用非常有用,例如基因療法和癌癥治療。
遞送特定蛋白質(zhì)到特定細(xì)胞類型中,這種方法具有治療疾病的潛力。一些細(xì)菌演化出了遞送系統(tǒng)與寄主細(xì)胞互動(dòng),例如有些類似注射器的機(jī)制能通過(guò)驅(qū)動(dòng)一個(gè)刺突穿過(guò)細(xì)胞膜,將蛋白質(zhì)注射到細(xì)胞里。但對(duì)于這些遞送系統(tǒng)是否能在人類細(xì)胞中起作用,以及這些系統(tǒng)用來(lái)識(shí)別目標(biāo)細(xì)胞的機(jī)制,人們了解不多。
美國(guó)麻省理工與哈佛博德研究所張鋒及其同事,使用人工智能“阿爾法折疊”預(yù)測(cè)了一種合適的、通常針對(duì)昆蟲細(xì)胞的細(xì)菌蛋白結(jié)構(gòu),將之改造為針對(duì)培養(yǎng)的人類細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)這一系統(tǒng)可用于高效遞送多種類型的蛋白質(zhì)到人類細(xì)胞。
研究人員還調(diào)整了這一系統(tǒng),用于針對(duì)活體小鼠的細(xì)胞,表明該系統(tǒng)可用于在活體生物中引入蛋白質(zhì)。
張鋒解釋稱,治療分子的遞送是當(dāng)前醫(yī)學(xué)的主要瓶頸,團(tuán)隊(duì)需要大量的選擇性研究,才能將這些強(qiáng)大的新療法送入體內(nèi)正確的細(xì)胞。而通過(guò)學(xué)習(xí)自然界如何運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì),研究人員開發(fā)出了這個(gè)新平臺(tái)來(lái)幫助解決這一差距。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,這一系統(tǒng)將作為未來(lái)人類療法的遞送工具。科學(xué)家也可以設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的其他組件來(lái)調(diào)整其屬性,使其運(yùn)送更多“貨物”,包括DNA或RNA。
這是蛋白質(zhì)工程改變自然系統(tǒng)生物活性的一個(gè)非常漂亮的例子!同時(shí)也證實(shí)了,蛋白質(zhì)工程是下一代生物醫(yī)學(xué)和治療系統(tǒng)開發(fā)的利器。本次技術(shù)的亮點(diǎn),是著名AI“阿爾法折疊”的出手;而成功的關(guān)鍵,則是科學(xué)家們學(xué)習(xí)了自然界中蛋白質(zhì)是如何運(yùn)輸?shù)摹@種系統(tǒng)在整個(gè)生物圈中具有豐富多樣性,但它們的特征一直以來(lái)并不清楚。我們相信,這種類型的系統(tǒng)還將在醫(yī)學(xué)界發(fā)揮出更重要的作用,但一切還有待探索。
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