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新納米粒子能按需合成蛋白質

閱讀:536發布時間:2014-8-1

 據物理學家組織網4月9日報道,美國麻省理工學院(MIT)的研究人員開發出了一種新型納米粒子,能夠按需求合成蛋白質。待這些“蛋白質工廠”粒子到達目標后,科學家就可以通過紫外線照射,啟動蛋白質的合成。這些粒子能被用于傳送可殺死癌細胞的小分子蛋白質,并zui終形成諸如抗體等較大的蛋白質,激發免疫系統摧毀腫瘤。相關研究報告發表在近期出版的《納米快報》雜志上。

科學家是在尋找打擊轉移性腫瘤的新方法時,萌生了生成“蛋白質構建粒子”的想法。這種腫瘤轉移能從zui初的癌變點轉移至身體的其他部分,90%的癌癥死亡皆源自于此。科研人員意圖模仿在自然界中發現的蛋白質制造策略:細胞會把構建蛋白質的指令儲存在DNA中,隨后其會被復制到信使RNA中。信使RNA將運載蛋白質的藍圖至名為核糖體的細胞結構內,其可讀取信使RNA傳遞的信息,并將它們翻譯成氨基酸序列。氨基酸串在一起,便形成蛋白質。

研究人員表示,核糖體經過了數十億年的自然進化,可被認為是生成蛋白質zui的“機器”。他們設計的新型納米粒子,能借助包含脂類(以形成粒子的外殼)、核糖體、氨基酸和酶類等合成蛋白質所需的混合物進行自組裝;而生成某些特定的蛋白質也需要包括含DNA序列的混合物。

DNA被名為DMNPE的化合物所囚禁,但二者也能夠可逆結合。當粒子暴露于紫外線環境時,這種籠狀化合物將釋放DNA,并進入蛋白質的生產周期。在此項研究中,粒子可被編程用于生產綠色熒光蛋白(GFP)或熒光素酶,基于小鼠的測試顯示,在被紫外線燈照射時,可成功提示納米粒子開始生產蛋白質,但其中可能涉及部分具有毒性的蛋白,它們可同時損壞癌細胞和健康細胞。不過,如果等粒子到達目的地之后再激活它們,則僅會在腫瘤處進行蛋白質生產,從而有效避免上述毒性蛋白產生的副作用,也不必擔心合成的蛋白在傳送過程中被迫分解。

但研究人員強調,還需要大量測試以證明納米粒子能抵達它們在人體內的目的地,用于合成治療性的蛋白質,并有望制成潛在的癌癥治療藥物。該小組目前也在研究激活納米粒子的其他方法,可能包括針對特定身體區域或細胞的、由酸度水平或多種生物條件所激發的蛋白生產等。


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