生物工程的革命：細菌助力DNA-蛋白質雜交分子的大規模合成

在科學探索的偶然與勤奮交織的旅程中，研究人員們取得了一項革命性的突破：他們現在能夠構建出一種生物雜交分子，這種分子巧妙地融合了DNA的精準定位能力與蛋白質的多功能性。在最近的一項研究中，科學家們揭示了一種全新的方法，使得這些復雜的生物分子不再需要逐一合成，而是可以通過自然過程，借助細菌的分子構建能力，高效地產生大量潛在的治療性DNA-蛋白質雜交分子庫。

這項突破性的研究成果已在《Nature Chemical Biology》雜志上發表。伊利諾伊大學香檳分校的生物化學教授Satish Nair解釋說：“在生物學中，核酸和氨基酸是兩個最為基本的組成部分。核酸用于制造RNA和DNA，而氨基酸則是構成蛋白質的基石。這兩類生物分子的功能迥異，但化學家們多年來一直在嘗試將它們融合于同一分子之中。設想一下，如果我們能夠制造出一種復雜的蛋白質，并在其上附著核酸，使其能夠精確地定位到我們希望的特定區域，那么我們就能夠創造出一種精準的藥物。”

這些藥物有潛力中斷細胞內促進疾病發展的多種過程，例如阻斷突變基因的轉錄，或結合致病性非編碼RNA分子以抑制其活性。

這一發現的起點是一個偶然的機遇。Nair教授和他的團隊在尋找與金屬結合的蛋白質時，偶然注意到英國諾維奇的約翰英納斯中心的一個團隊報告了一種由細菌產生的有趣分子，這種分子似乎是DNA與蛋白質的混合體。

伊利諾伊大學的研究小組隨后聯系了英納斯中心的科學家Natalia Vior和Andrew Truman，建議他們重新審視這種分子，以驗證其是否真的如表面所見。一旦這一初步發現得到證實，美國和英國的科學家們便聯手進行了深入的分析，以揭示這種雜交分子的形成機制。

發現一種天然存在的DNA-蛋白質雜交體，并掌握如何誘導細菌制造這種雜交體，將極大地簡化目前繁瑣且勞動密集型的制造過程。

Nair教授指出：“全球許多頂尖實驗室一直在使用各種合成化學方法來制造生物雜交分子，這些方法在概念驗證上是有效的。但問題在于，你無法大規模地進行這樣的合成。你不可能制造出1億種化合物，因為那意味著你需要進行1億次化學合成。”

在一系列精心設計的實驗中，Nair教授及其同事發現，兩種細菌酶共同作用，能夠將某些肽轉化為DNA-蛋白質雜交體。**種酶YcaO能夠修飾肽中的氨基酸，將其轉化為類似堿基的環狀結構，從而使DNA和RNA能夠與其他DNA或RNA分子配對。第二種酶則是一種蛋白酶，它能夠切斷新修飾分子的一部分，將其轉化為功能完備的核堿基-蛋白質雜交體。

該團隊展示了僅通過添加三種成分——原始肽和兩種酶——就能在試管中實現這一轉化過程。而且，他們還證明了這一過程可以由大腸桿菌來完成。

Nair教授表示，理解這一過程將使實驗室能夠創造出能夠附著在基因組的任何區域或細胞中的任何RNA分子上的雜交分子。利用細菌來簡化這**程，將顯著加快新發現的步伐。“現在，我們要開始加速前進了，”他滿懷信心地說。

本網站所有轉載文章系出于傳遞更多信息之目的，轉載內容不代表本站立場。不希望被轉載的媒體或個人可與我們聯系，我們將立即進行刪除處理。