斯坦福大学高小井团队开发合成生物学新方法

斯坦福大学高小井团队开发合成生物学新方法,利用蛋白质直接调控细胞间信号

生物学发展至今已有二十多年历史,主要关注在生物细胞层面上的功能,但是绝大多数的合成都局限在DNA领域,其回路由转录因子在转录层面调控,很少有直接合成蛋白质进行调控的设计。

尽管该领域已经有很多应用取得了进展,但仍存在一些效率和调控方面的问题。斯坦福大学生物分子工程的助理教授高小井及其课题组针对蛋白质回路在细胞间的交流展开了研究,相关研究结果发表在2月17日的nature communications《自然通讯》上。

该研究技术解决了“如何感知细胞状态,调控胞间信号以获得医疗效用”这一基础问题。一个直接的应用是感知癌症细胞,将其杀死并通过胞间信号动员免疫系统,使得免疫系统可以按图索骥杀死剩余的甚至是转移的癌细胞。

这项科研成果的一个潜在应用是攻击那些由传统药物难以瞄准的突变蛋白质引起的癌症。对于这些癌症,科研团队设想了一种“回路即药物”的方法,其中携带回路的细胞子集将感知突变蛋白,并以两种方式作出反应:杀死突变细胞,但也分泌蛋白质,激活针对癌症的免疫反应。

蛋白质回路和RELEASE是实现方法的开始,此后还包括开发更多的平台,使蛋白质回路在未来充分参与细胞间的交流。这些措施包括增加传感器,使工程细胞对其环境的变化作出反应,并研究邻近的细胞如何对回路分泌的蛋白质作出反应。

“我们预期很快就有更好的细胞实验的结果,下一步要进入动物模型。之后能不能真正发展成为医疗技术要视结果而定。”高小井表示,“一个主要问题是我们的回路元件蛋白来自非人生物,可能会激发人体免疫反应,干扰回路功能甚至产生副作用。我们实验室有另一些课题正在着手解决这一问题。”目前该团队已将这一方法申请专利,正在探索初创公司的可能性。

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