美研究人员在哺乳动物细胞内快速演化出新分子

美国研究团队最新开发出一种快速、精准的“定向演化”工具，可在哺乳动物细胞内培育出新的功能蛋白质，后者有望成为治疗各类疾病的药物。

“定向演化”技术可人工加速自然演化进程，让经过修饰的DNA（脱氧核糖核酸）序列完成某个特定任务，演化出新的生物分子。2018年美英两国科学家凭借在酶的定向演化等成果获得诺贝尔化学奖。然而现有的演化方法主要在细菌细胞中进行，有局限性。

美国北卡罗来纳大学医学院的研究人员近日在美国《细胞》杂志上发表文章，展示了一种快速、简易且多用途的工具，数天内即可在哺乳动物细胞内演化出目标蛋白质。

在这种被研究人员称为“VEGAS”的工具使用过程中，研究人员以辛德毕斯病毒作为载体携带将发生突变的基因。感染培养皿中的细胞后，病毒所携带的基因快速发生突变，之后研究人员设定条件只让某些突变基因生长，从而让这些基因在细胞内编码具有指定功能的蛋白质。研究人员说，这种工具可以在哺乳动物细胞中起作用，并演化出在细菌细胞中难以生成的新蛋白质。

在一项展示实验中，研究人员把“VEGAS”作用于一种被称为“四环素反式激活因子”的蛋白质。这种蛋白质原本遇到四环素或强力霉素后会失活，但经过演化后得到的“新版本”里22个基因发生了突变，在高剂量强力霉素条件下仍可发挥功能。

论文第一作者、北卡罗来纳大学医学院博士后、助理研究员贾斯廷·英格利希说，此前报告的在哺乳动物细胞内定向演化实验中，这种蛋白质在4个月时间中只有2个基因发生突变，对强力霉素只产生了部分耐药性。

英格利希团队还用这种工具演化出一种小分子“纳米抗体”，未来有望将其开发成治疗精神类疾病的药物。