據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道,美國科學(xué)家通過擴展大腸桿菌的遺傳代碼,成功地修改了大腸桿菌的蛋白質(zhì)制造機制,科學(xué)家們可借此合成出能模擬自然狀態(tài)或疾病狀態(tài)的蛋白質(zhì)形式,從而有望徹底改變很多疾病研究和治療的現(xiàn)狀.相關(guān)研究發(fā)表在新一期的《科學(xué)》雜志上.
自從上世紀(jì)50年代揭示了DNA（脫氧核糖核酸）的結(jié)構(gòu)后,科學(xué)家們一直試圖厘清遺傳代碼的“個性”,幾十年研究和合成生物學(xué)領(lǐng)域新近取得的突破讓科學(xué)家能修改生物有機體內(nèi)的遺傳代碼,甚至修改生命的“配方”.
該耶魯大學(xué)研究團隊在分子生物物理學(xué)和生物化學(xué)教授迪特•索舍爾的領(lǐng)導(dǎo)下,找到了一種可影響蛋白質(zhì)行為的新方法.蛋白質(zhì)幾乎能執(zhí)行生命的所有功能.研究團隊通過誘導(dǎo)磷酸化過程——出現(xiàn)于所有生命形式中的一個基本過程,顯著改變了蛋白質(zhì)的功能.蛋白質(zhì)磷酸化的指導(dǎo)規(guī)則并沒有直接編入DNA中,而是出現(xiàn)于蛋白質(zhì)制造出來之后.因此,他們擴展了大腸桿菌的遺傳代碼,將磷酸絲氨酸涵蓋進DNA中,修改了這些規(guī)則,從而首次通過DNA引導(dǎo)了蛋白質(zhì)的磷酸化過程.
現(xiàn)在,新技術(shù)使科學(xué)家們能用人體蛋白質(zhì)天然出現(xiàn)的磷酸化狀態(tài)制造出蛋白質(zhì),這個磷酸化狀態(tài)對科學(xué)家們理解疾病過程非常重要.以前,科學(xué)家們無法在蛋白質(zhì)的磷酸化狀態(tài)或激活狀態(tài)下研究蛋白質(zhì),阻礙了他們對癌癥的研究,而癌癥的標(biāo)志就是大量的蛋白質(zhì)激活狀態(tài)遭到破壞.
該研究的合作者之一、耶魯大學(xué)細(xì)胞和分子生理學(xué)教授杰西•萊因哈特表示：“我們做的事情就是擺弄打開或關(guān)閉蛋白質(zhì)的生物開關(guān),借此,我們獲得了一種研究疾病并研制出新藥的全新方式.”
索舍爾和萊因哈特現(xiàn)正在嘗試制造出與癌癥、Ⅱ型糖尿病和高血壓有關(guān)的蛋白質(zhì),不過,他們也強調(diào),最新技術(shù)可用來制造任何類型的蛋白質(zhì).
美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）國家醫(yī)學(xué)科學(xué)研究院監(jiān)督蛋白質(zhì)合成的負(fù)責(zé)人邁克爾•賓德表示,最新研究提供了一個強大的工具,科學(xué)家們可借此揭示細(xì)胞如何調(diào)控包括細(xì)胞分裂、分化和新陳代謝等在內(nèi)的很多過程。
