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      噬菌體讓生物分子進化增速100倍

      時間:2011-05-03 來源:科技日報 作者:轉載

        據美國物理學家組織網近日報道,美國科學家在《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使用實驗室培育出來的蛋白質、核酸和其他成分按需制藥。


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        該研究的領導者、哈佛大學化學和生化教授戴維·劉說,大多數現代藥物都由有機小分子制成,但某些情況下,蛋白質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,最終結果也無法控制。因此,幾十年來,科學家一直使用實驗室進化(直接進化)來生產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,科學家或技術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方法——噬菌體輔助持續進化(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合在一起,讓蛋白質在每24小時內進化60輪。


        PACE的效率是傳統實驗室進化方法的100倍左右,整個實驗過程也無需人為干預,大大節省了科學家的勞動成本。除此之外,新方法使用的材料也很容易獲得,另外,也可通過設計,攔住某些不需要的“騙子”分子。


        科學家表示,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。


        科學家在《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、復制過程一般耗時幾天甚至更長時間,而且需要人為干預。既然進化成功與否主要取決于最終進化出的輪數,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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