在科學(xué)探索的偶然與勤奮交織的旅程中，研究人員們?nèi)〉昧艘豁?xiàng)革命性的突破：他們現(xiàn)在能夠構(gòu)建出一種生物雜交分子，這種分子巧妙地融合了DNA的精準(zhǔn)定位能力與蛋白質(zhì)的多功能性。在最近的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們揭示了一種全新的方法，使得這些復(fù)雜的生物分子不再需要逐一合成，而是可以通過(guò)自然過(guò)程，借助細(xì)菌的分子構(gòu)建能力，高效地產(chǎn)生大量潛在的治療性DNA-蛋白質(zhì)雜交分子庫(kù)。

這項(xiàng)突破性的研究成果已在《Nature Chemical Biology》雜志上發(fā)表。伊利諾伊大學(xué)香檳分校的生物化學(xué)教授Satish Nair解釋說(shuō)：“在生物學(xué)中，核酸和氨基酸是兩個(gè)最為基本的組成部分。核酸用于制造RNA和DNA，而氨基酸則是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基石。這兩類(lèi)生物分子的功能迥異，但化學(xué)家們多年來(lái)一直在嘗試將它們?nèi)诤嫌谕环肿又?。設(shè)想一下，如果我們能夠制造出一種復(fù)雜的蛋白質(zhì)，并在其上附著核酸，使其能夠精確地定位到我們希望的特定區(qū)域，那么我們就能夠創(chuàng)造出一種精準(zhǔn)的藥物?！?/p>

這些藥物有潛力中斷細(xì)胞內(nèi)促進(jìn)疾病發(fā)展的多種過(guò)程，例如阻斷突變基因的轉(zhuǎn)錄，或結(jié)合致病性非編碼RNA分子以抑制其活性。

這一發(fā)現(xiàn)的起點(diǎn)是一個(gè)偶然的機(jī)遇。Nair教授和他的團(tuán)隊(duì)在尋找與金屬結(jié)合的蛋白質(zhì)時(shí)，偶然注意到英國(guó)諾維奇的約翰英納斯中心的一個(gè)團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種由細(xì)菌產(chǎn)生的有趣分子，這種分子似乎是DNA與蛋白質(zhì)的混合體。

伊利諾伊大學(xué)的研究小組隨后聯(lián)系了英納斯中心的科學(xué)家Natalia Vior和Andrew Truman，建議他們重新審視這種分子，以驗(yàn)證其是否真的如表面所見(jiàn)。一旦這一初步發(fā)現(xiàn)得到證實(shí)，美國(guó)和英國(guó)的科學(xué)家們便聯(lián)手進(jìn)行了深入的分析，以揭示這種雜交分子的形成機(jī)制。

發(fā)現(xiàn)一種天然存在的DNA-蛋白質(zhì)雜交體，并掌握如何誘導(dǎo)細(xì)菌制造這種雜交體，將極大地簡(jiǎn)化目前繁瑣且勞動(dòng)密集型的制造過(guò)程。

Nair教授指出：“全球許多頂尖實(shí)驗(yàn)室一直在使用各種合成化學(xué)方法來(lái)制造生物雜交分子，這些方法在概念驗(yàn)證上是有效的。但問(wèn)題在于，你無(wú)法大規(guī)模地進(jìn)行這樣的合成。你不可能制造出1億種化合物，因?yàn)槟且馕吨阈枰M(jìn)行1億次化學(xué)合成。”

在一系列精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，Nair教授及其同事發(fā)現(xiàn)，兩種細(xì)菌酶共同作用，能夠?qū)⒛承╇霓D(zhuǎn)化為DNA-蛋白質(zhì)雜交體。第一種酶YcaO能夠修飾肽中的氨基酸，將其轉(zhuǎn)化為類(lèi)似堿基的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，從而使DNA和RNA能夠與其他DNA或RNA分子配對(duì)。第二種酶則是一種蛋白酶，它能夠切斷新修飾分子的一部分，將其轉(zhuǎn)化為功能完備的核堿基-蛋白質(zhì)雜交體。

該團(tuán)隊(duì)展示了僅通過(guò)添加三種成分——原始肽和兩種酶——就能在試管中實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化過(guò)程。而且，他們還證明了這一過(guò)程可以由大腸桿菌來(lái)完成。

Nair教授表示，理解這一過(guò)程將使實(shí)驗(yàn)室能夠創(chuàng)造出能夠附著在基因組的任何區(qū)域或細(xì)胞中的任何RNA分子上的雜交分子。利用細(xì)菌來(lái)簡(jiǎn)化這一流程，將顯著加快新發(fā)現(xiàn)的步伐?！艾F(xiàn)在，我們要開(kāi)始加速前進(jìn)了，”他滿(mǎn)懷信心地說(shuō)。