意大利威尼斯Ca' Foscari大学的科学家与来自日本、中国、瑞士和意大利的研究人员合作,开发了一种创新方法,用于生产并快速分析大量大环肽分子。这些分子在现代医学中越来越受到重视。这项研究发表在《自然通讯》杂志上,利用常见的啤酒酵母(brewer’s yeast),将数十亿个微小生物转化为微型荧光工厂,每个工厂都能生成具有潜在治疗应用的独特肽分子。
大环肽因其精准靶向性、稳定性以及安全性而成为极具潜力的药物,其副作用较传统药物更少。然而,传统的发现和测试这些肽的方法往往复杂、难以控制、速度缓慢且对环境不友好。
为克服这些限制,研究人员对普通的啤酒酵母细胞进行了基因工程改造,使每个细胞单独生产不同的大环肽。每个酵母细胞就像一个微型工厂,在生产化合物时会发出荧光,从而让科学家能够迅速识别出有前景的肽分子。通过先进的荧光技术,团队在短短几小时内筛选了数十亿个这些“微型工厂”,这一过程比现有方法显著更快且更加环保。
该研究的第一作者、Ca' Foscari大学分子科学与纳米系统系博士后研究员Sara Linciano解释道:“我们对酵母细胞进行了改造,使其每个细胞都成为一个‘微型工厂’,当生产特定化合物时会发出荧光。这使我们能够快速高效地分析1亿种不同的肽分子。”
研究的共同负责人Ylenia Mazzocato强调了这种方法的可持续性:“通过利用酵母的天然机制,我们生产的肽分子不仅具有生物相容性,还能够生物降解,因此对健康和环境均安全,这是真正的‘绿色制药’方法。”
团队还阐明了这些肽如何精确地与其靶标结合。参与结构分析的Zhanna Romanyuk表示:“通过X射线晶体学,我们证明了这些肽具有出色的结合特性,确认了它们的精准性和效力。”
这种新方法为药物发现带来了重大突破,特别是对于传统药物难以应对的复杂靶标。Ca' Foscari大学副教授兼研究协调员Alessandro Angelini强调:“我们正在突破这项技术的边界,以创造可以将先进疗法直接递送到特定细胞的大环肽,这可能会彻底改变治疗方法,极大地造福患者健康,并带来显著的科学和经济影响。”
这项工作是意大利国家复苏与韧性计划(PNRR)的一部分,得到了欧盟Next Generation EU倡议的支持,涉及来自威尼斯Ca' Foscari大学、京都理工学院(Kyoto Institute of Technology, KIT)、中国科学院、帕多瓦大学(University of Padova)以及洛桑联邦理工学院(École Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL)的多学科团队,包括化学、生物物理学、生物化学和计算科学领域的专家。
这项技术的部分内容已由Ca' Foscari大学申请专利,并被初创公司Arzanya S.r.l.收购。Angelini总结道:“看到我们的技术获得国际认可让我感到自豪。我希望Arzanya S.r.l.能够为我们的年轻研究人员提供在意大利追求他们热情的机会,而不必一定出国发展。”(来源:EurekAlert!)
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