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科学家创建“快进”系统以快速发展蛋白质
在医学和生物技术中,创建具有新能力或改进能力的蛋白质对于开发更好的治疗和工具至关重要。但是在本质上,进化需要时间 - 即使在实验室中,当前的进化蛋白质方法通常也很慢,需要大量的手动工作。现在,Scripps Research的科学家开发了一种新的合成生物学[…],邮政科学家创建了“快速前进”系统来快速进化的蛋白质,首先出现在Knowridge Science报告中。
来源:Knowridge科学报告在医学和生物技术中,创建具有新能力或改进能力的蛋白质对于开发更好的治疗和工具至关重要。
但在本质上,进化需要时间,即使在实验室中,当前进化蛋白质的方法通常也很慢,需要大量的手动工作。
现在,Scripps Research的科学家开发了一个新的合成生物学平台,称为T7-Oracle,可以加快蛋白质进化的速度数千次,有可能改变科学家为癌症和阿尔茨海默氏病等疾病设计疗法的方式。
一个新的合成生物学平台“将其视为为进化提供了一个快速的按钮,”该研究的共同担任作者兼Scripps Research总裁Pete Schultz说。
“现在,我们可以在细胞内部连续和精确地进化蛋白质,而不会损害细胞的DNA或进行重复,耗时的步骤。”
传统上,科学家使用“定向进化”来改善蛋白质。他们进行突变,测试结果并在许多回合中重复该过程 - 有时每回合需要一周或更长时间。
连续的演化方法旨在通过让蛋白质突变并在活细胞内适应每一轮细胞分裂来简化这种方法,而细胞分裂每20分钟大约发生一次。但是到目前为止,这种系统的突变速率已经变得复杂,缓慢或有限。
T7-Oracle通过给大肠杆菌细菌的第二个人工DNA复制系统克服了这些限制。
这是基于T7噬菌体,该病毒以其简单有效的DNA复制机制而闻名。
研究人员将T7 DNA聚合酶设计为容易出错,导致其突变靶基因以比正常情况高的100,000倍的速率突变,而无需损害细菌自身的基因组。
因为大肠杆菌易于生长,并且在实验室中广泛使用,因此该系统方便,可扩展,不需要专业设备。
为了证明其有效性,该团队使用T7-Oracle进化了一种常见的抗生素抗性酶TEM-1β-内酰胺酶。