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麻省理工学院开发出新纳米粒子能按需合成蛋白质
来源:物理学家组织网 | 作者:张巍巍 | 2013/5/14 14:33:43 | 浏览:1099 | 评论:0

  美国麻省理工学院(MIT)的研究人员开发出了一种新型纳米粒子,能够按需求合成蛋白质。待这些“蛋白质工厂”粒子到达目标后,科学家就可以通过紫外线照射,启动蛋白质的合成。这些粒子能被用于传送可杀死癌细胞的小分子蛋白质,并最终形成诸如抗体等较大的蛋白质,激发免疫系统摧毁肿瘤。相关研究报告发表在近期出版的《纳米快报》杂志上。

  科学家是在寻找打击转移性肿瘤的新方法时,萌生了生成“蛋白质构建粒子”的想法。这种肿瘤转移能从最初的癌变点转移至身体的其他部分,90%的癌症死亡皆源自于此。科研人员意图模仿在自然界中发现的蛋白质制造策略:细胞会把构建蛋白质的指令储存在DNA中,随后其会被复制到信使RNA中。信使RNA将运载蛋白质的蓝图至名为核糖体的细胞结构内,其可读取信使RNA传递的信息,并将它们翻译成氨基酸序列。氨基酸串在一起,便形成蛋白质。

  研究人员表示,核糖体经过了数十亿年的自然进化,可被认为是生成蛋白质最完美的“机器”。他们设计的新型纳米粒子,能借助包含脂类(以形成粒子的外壳)、核糖体、氨基酸和酶类等合成蛋白质所需的混合物进行自组装;而生成某些特定的蛋白质也需要包括含DNA序列的混合物。

  DNA被名为DMNPE的化合物所囚禁,但二者也能够可逆结合。当粒子暴露于紫外线环境时,这种笼状化合物将释放DNA,并进入蛋白质的生产周期。在此项研究中,粒子可被编程用于生产绿色荧光蛋白(GFP)或荧光素酶,基于小鼠的测试显示,在被紫外线灯照射时,可成功提示纳米粒子开始生产蛋白质,但其中可能涉及部分具有毒性的蛋白,它们可同时损坏癌细胞和健康细胞。不过,如果等粒子到达目的地之后再激活它们,则仅会在肿瘤处进行蛋白质生产,从而有效避免上述毒性蛋白产生的副作用,也不必担心合成的蛋白在传送过程中被迫分解。

  但研究人员强调,还需要大量测试以证明纳米粒子能抵达它们在人体内的目的地,用于合成治疗性的蛋白质,并有望制成潜在的癌症治疗药物。该小组目前也在研究激活纳米粒子的其他方法,可能包括针对特定身体区域或细胞的、由酸度水平或多种生物条件所激发的蛋白生产等。

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