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美國科學(xué)家在《自然》雜志上撰文指出，他們利用噬菌體，在實驗室中讓生物分子的進化速度提高了100倍。新研究有望讓制藥業(yè)使用實驗室培育出來的蛋白質(zhì)、核酸和其他成分按需制藥。
該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、哈佛大學(xué)化學(xué)和生化教授戴維·劉說，大多數(shù)現(xiàn)代藥物都由有機小分子制成，但某些情況下，蛋白質(zhì)或核酸等生物大分子可能更適合用來制藥。但這種生物大分子如何快速地制造一直是一大難題，新研究提供了一種新的解決辦法。 科學(xué)家表示，雖然生物分子也會自然進化，但整個進化過程耗時很長，最終結(jié)果也無法控制。因此，幾十年來，科學(xué)家一直使用實驗室進化（直接進化）來生產(chǎn)具有特定性能的生物分子，但實驗室進化的速率通常為每幾天一輪，而且，在此期間，科學(xué)家或技術(shù)人員需要定期對樣本進行操作。 而戴維·劉和同事研究出來的最新方法——噬菌體輔助持續(xù)進化（PACE）通過讓生物分子的實驗室進化和一種噬菌體的生命周期結(jié)合在一起，讓蛋白質(zhì)在每24小時內(nèi)進化60輪。 PACE的效率是傳統(tǒng)實驗室進化方法的100倍左右，整個實驗過程也無需人為干預(yù)，大大節(jié)省了科學(xué)家的勞動成本。除此之外，新方法使用的材料也很容易獲得，另外，也可通過設(shè)計，攔住某些不需要的“騙子”分子。 科學(xué)家表示，該噬菌體的生命周期僅為10分鐘，是已知噬菌體中生命周期最短的。PACE系統(tǒng)使用大腸桿菌的宿主細胞作為制造噬菌體細胞的工廠，使用噬菌體的基因編碼讓生物分子繁殖，生成所需要的蛋白質(zhì)。 科學(xué)家在《自然》雜志上寫道：“實驗室進化已制造出很多具有特定性能的生物分子，但一輪變異、基因表達、篩選或選擇、復(fù)制過程一般耗時幾天甚至更長時間，而且需要人為干預(yù)。既然進化成功與否主要取決于最終進化出的輪數(shù)，因此，一種讓實驗室進化更快速進行的方法能顯著增強其效率。” |
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