研究開發出精準“定向演化”工具

美國研究團隊開發出一種快速、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，后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。2018 年美英兩國科學家憑借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在美國《細胞》雜志上發表文章，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后，病毒所攜帶的基因快速發生突變，之后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。

研究人員表示，這種工具可以在哺乳動物細胞中起作用，并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”作用于一種被稱為“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霉素后會失活，但經過演化后得到的“新版本”里有22 個基因發生了突變，在高劑量強力霉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后、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4 個月時間中只有2 個基因發生了突變，對強力霉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。