人工蛋白質可以重編程細胞使其成為自我調節的「智能細胞」

據外媒New Atlas報導，來自華盛頓大學蛋白質設計研究所（IPD）和加州大學舊金山分校（UCSF）的團隊創造了一種新的人工蛋白質，其作用就像一個開關，將常規細胞轉變為「智能細胞」。

不同類型的合成蛋白質可用於各種醫學應用。近年來，科學家們已經找到了抗擊瘧疾和阿爾茨海默氏症的新希望，而合成酶甚至可能成為創造人工生命的催化劑。

在兩項新的研究中，IPD和UCSF團隊設計了一種可以在活細胞內工作的人工蛋白質，「操縱內部電路」以執行特定的操作。這可以通過感知細胞環境的變化並釋放以特定方式起反應的關鍵肽來實現。

該團隊將該設計稱為鎖定正交籠/關鍵蛋白（LOCKR），它由幾種具有不同功能的分子組成。有一個「門閂」，一個「籠子」，一把「鑰匙」和一個生物活性肽，這種結構使它特別通用。

當這個生物「開關」處於「關閉」位置時，「門閂」將肽鎖定在「籠子」裡，除了等待之外它什麼也做不了。當一個被編程為像鍵一樣的分子出現時，「門閂」突然打開，將肽釋放到外部環境中。這會觸發所需的響應，無論是其他蛋白質的自我破壞、某種基因的表達，還是其他細胞過程。

該團隊使用他們稱之為degronLOCKR的版本演示了該技術。該系統設計用於在感知到細胞的常規活動出現問題時降解特定蛋白質。降低目標蛋白質的水準有助於恢復細胞的活性，這意味著這種「智能細胞」可以在發生時自動糾正這些問題。

「LOCKR，更具體地說是degronLOCKR，開啟了一個全新的可能性，可以對細胞進行編程，以治療尚無法獲得安全有效治療的各種衰弱病症，」兩項研究的第一作者Andrew Ng說道。

對於該技術的首次實際應用，該團隊的目標是將其用於創傷性腦損傷（TBI）。當發生這些類型的傷害時，身體有時會對炎症水準過高而反應過度。該團隊希望degronLOCKR可以幫助感知炎症並調節炎症，使其保持安全但有用的水準。

這兩項研究發表在《自然》雜誌上，其中一篇描述了LOCKR，另一篇描述了degronLOCKR。

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