新方法可精确控制蛋白质激活过程

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据4月17日发表在《自然·化学》杂志上的一项研究，美国华盛顿大学医学院研究团队使用短暂的闪光将经过化学修饰的蛋白质片段连接在一起，形成功能性整体。这种名为光激活SpyLigation的新方法可打开通常关闭的蛋白质，让研究人员能够更详细地研究和控制它们。这项技术在组织工程、再生医学和了解人体如何运作方面具有潜在用途。
蛋白质几乎执行着生物学中的每一项关键任务，例如处理DNA、新陈代谢营养物质和抵御感染。蛋白质何时、何地以及如何激活，对各种生物过程都很重要。越来越多的科学家在探索能否通过开启和关闭蛋白质功能来治疗疾病。现在，新研究证明，人们可以利用光来激活活细胞内外的蛋白质功能。
研究人员应用这一新方法控制从日本鳗鱼肌肉中提取的一种绿色荧光蛋白的发光。他们将这种蛋白质的非活性片段混合在一起，形成一种类似果冻的凝胶，然后使用激光将这些片段不可逆转地重组成完整的发光蛋白质。通过控制激光的路径，可形成发光蛋白质的精确图案。他们将哈士奇的显微图像蚀刻到凝胶中，还使用激光创建了一只狗的微小发光3D图像。
研究表明，新方法可激活人体细胞内的蛋白质。3分钟的光照足以打开参与基因组编辑的特定蛋白质。这样的工具有朝一日或用于将基因变化引导到身体的特定区域。类似于获得2022年诺贝尔化学奖的“点击化学”，光激活SpyLigation允许修饰的蛋白质在生命系统内相互反应。此外，新方法还允许精确控制这种化学反应发生的时间和地点。