借助醫(yī)療VEGAS電子系統(tǒng)可以確定更快的定向進化

（文章來源：攜手健康網）

在VEGAS中發(fā)生的事情不會留在VEGAS中，如果同名系統(tǒng)實現(xiàn)了它的目的，那就不是：加速哺乳動物細胞中DNA序列的定向進化。VEGAS代表基因驅動序列的病毒進化，它可以減少科學手段和新療法的開發(fā)。特別是，它可以避免常規(guī)形式的定向進化中常見的發(fā)育延遲，以及基于細菌細胞的方法所特有的缺點。VEGAS已被用于發(fā)展轉錄因子，G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)和來自美洲駝的納米抗體，以實現(xiàn)特定的體內活性。這些概念驗證活動均在不到一周的時間內完成。

這種新方法來自北卡羅來納大學(UNC)大學，是一種相對快速，簡便且通用的方法，可以進行定向進化，這是自然選擇的人工版本。自從人們開始選擇和繁殖具有理想特征的動植物變種以來，它已經使用了多個世紀。近幾十年來，定向進化已用于實驗室，生物學家在實驗室中努力產生有價值的分子。

VEGAS系統(tǒng)旨在更快地產生更多勝利。首先，它在哺乳動物細胞而不是細菌細胞中起作用。盡管細菌細胞通常是定向分子進化活動的便利平臺，但是許多理想的定向進化靶標在單細胞背景下表現(xiàn)不佳或不自然。由于VEGAS在哺乳動物細胞中起作用，因此它可以用于進化新的人類，小鼠或其他哺乳動物蛋白質，而這些蛋白質對于傳統(tǒng)的基于細菌細胞的方法而言將是繁重的或無法生成的。

而且，VEGAS系統(tǒng)使用RNA甲型病毒Sindbis作為待修飾基因的載體。這種帶有遺傳物質的病毒可以感染培養(yǎng)皿中的細胞并迅速發(fā)生突變。

有關VEGAS的詳細信息顯示在7月4日的Cell雜志上，標題為“ VEGAS，它是哺乳動物細胞中直接定向進化的平臺?！备鶕@篇文章，VEGAS為生物醫(yī)學工具和療法的定向進化提供了三大優(yōu)勢。VEGAS在宿主細胞的信號傳導框架內進化。VEGAS完全依賴宿主細胞進行轉基因成熟VEGAS的選擇是恒定且高度誘變性的，從而使其能夠克服復雜健身環(huán)境固有的許多陷阱。

在他們的實驗中，研究人員設置了條件，以使能夠存活的唯一突變基因是編碼能夠在細胞內完成所需功能(例如激活某種受體或開啟某些基因)的蛋白質。一項實驗致力于修飾一種叫做四環(huán)素反式激活劑(tTA)的蛋白質，該蛋白可作為激活基因的開關，是生物學實驗中使用的標準工具。通常，如果tTA遇到抗生素四環(huán)素或密切相關的強力霉素，它就會停止工作，但是研究人員開發(fā)了一個新的版本，具有22種突變，即使強力霉素水平很高，tTA仍然可以起作用。這個過程只花了7天。

科學家還將VEGAS應用于一種常見的細胞受體GPCR。人類細胞上有數百種不同的GPCR，現(xiàn)代藥物將其作為治療多種疾病的靶標。試圖創(chuàng)建更精確的治療方法的研究人員非常感興趣的是，當給定的GPCR從非活動狀態(tài)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)時，其形狀如何發(fā)生變化。English和同事使用VEGAS快速突變了一個研究較少的GPCR，稱為MRGPRX2，使其保持始終處于活動狀態(tài)。

“識別出在這種快速進化過程中發(fā)生的突變有助于我們首次了解受體蛋白質中涉及向活躍狀態(tài)過渡的關鍵區(qū)域?！痹诹硪粋€演示中，該團隊展示了VEGAS在更直接地指導藥物開發(fā)方面的潛力。他們利用VEGAS快速發(fā)展了稱為納米抗體的小型生物分子，這些分子可以激活不同的GPCR，包括5-羥色胺和多巴胺受體，它們存在于腦細胞中，并被許多精神藥物所靶向。

該團隊現(xiàn)在正在使用VEGAS來努力開發(fā)高效的基因編輯工具，以潛在地治愈遺傳疾病，并設計出可以中和致癌基因的納米抗體。該研究的資深作者，UNC大學醫(yī)學院藥理學系杰出教授Michael Hooker表示：“科學界長期以來一直需要這樣的工具?！?“我們相信我們的技術將加速研究，并最終為患有許多我們需要更好治療的疾病的人們提供更好的療法?！?br /> ? ? ? ?（責任編輯：fqj）