不需要骆驼
绕道围绕一个主要障碍的研究,研究人员发现一种新的方式来创造价值的抗体不需要…骆驼吗?
这是一个鲜为人知的事实,骆驼,羊驼,骆驼,骆驼科家族的其他成员独特的一类抗体,让科学家们确定身体否则无法研究蛋白质的结构,帮助他们了解这些蛋白质故障在疾病和如何设计新的药物,采取行动。
可以想象,有缺点,利用这个进化的偶发事件。
首先,并不是所有的研究人员需要为他们的实验获得骆驼骆驼科抗体(或羊驼驼)设施。第二,虽然动物不伤害,给他们注射疫苗来生成所需的抗体是昂贵的,只要每六个月的尝试,往往是行不通的。
因此,哈佛大学医学院的生化学家安德鲁·克鲁斯和Aashish Manglik加州大学,旧金山,联手创建一个llama-free解决方案:瓶特制的酵母。
酵母的方法,描述了2月12日在《自然结构和分子生物学,研究者可以在试管中完成自己的实验室。它有一个更高的成功率和更快的周转时间比骆驼疫苗接种和先前试图绕过骆驼科,作者说。
这也标志着第一次camelid-bypass系统已经使得非营利组织免费使用。
“有一个真正的需要是这样的,”克鲁斯说。“这是低科技,这是一个低投资和它有一个高的可能性成功对于大多数蛋白质。”
“那些难以确定其蛋白质结构与骆驼现在让他们多年来,”他说。
锁和钥匙
骆驼科抗体的活性片段通常被称为nanobodies因为它们可以远小于常规抗体。骆驼nanobody可能只绑定到一个特定的态势,“开放”还是“封闭”——一个特定的蛋白质。Nanobodies也可以绑定到具有挑战性的蛋白质,在油性细胞膜受体等工作。
结构生物学家克鲁斯和Manglik想找到确切的nanobody匹配他们的蛋白质的兴趣,这样他们就可以锁定在一个位置和运行测试来找出其原子结构。学习结构允许他们研究的蛋白质是如何工作的,提供了一个蓝图设计药物目标。
Nanobodies开设长期关在生物医学科学。例如,他们允许研究人员第一次看到神经递质如肾上腺素和阿片类药物结合受体在大脑中。
科学家们只是需要一个更简单的方法找到钥匙。
发光的成功
现在,一名科学家谁想学习困难的膜蛋白已经辛苦地生成几毫克,接种一个骆驼,它通常通过一个第三方表示希望动物的免疫系统反应。只有这样,她才能寻找抗体的血液样本,希望有足够的。
相比之下,克鲁斯和Manglik的研究小组,由第一作者康纳麦克马洪,克鲁斯实验室的一位博士后研究员,5亿年创建了一个图书馆骆驼科将酵母细胞的抗体。
每个酵母细胞有一个稍微不同的nanobody拴在它的表面,由一个稍微不同的DNA的合成。
研究人员一起混合所有的酵母,冻结他们保管。当他们想要运行一个实验中,他们只是解冻试管的价值:微型骆驼的免疫系统。(管包含10到20倍需要确保每个独特的抗体包括至少一个)。
团队开发了一种方法,而不是注射骆驼,科学家现在可以与荧光标签他们感兴趣的蛋白质分子,并将它添加到试管。酵母与表面nanobodies识别蛋白质会发光。
研究人员然后使用fluorescence-activated细胞排序,或流式细胞仪分离的酵母菌。
他们那些发光的酵母细胞的DNA序列学习nanobodies是什么。他们可以使用大肠杆菌生长许多nanobodies他们需要。
整个过程需要三到六周,而不是三到六个月。
钱,免费和酵母
两种蛋白质的团队测试了酵母系统:该beta 2肾上腺素能受体,与哮喘有关,和腺苷受体是咖啡因的网关提供buzz。在这两种情况下,nanobody绑定到理想的受体,受体只绑定,绑定到它只有当“上”。
“我们发现yeast-derived nanobodies尽llama-derived抗体可以,”克鲁斯说。
酵母的团队正在提供瓶免费的任何混合和用法说明非营利组织希望他们的实验室。商业公司可以许可酵母。“我们犯了一个大的批处理,”麦克马洪说,所以有很多工作要做。
前40多个实验室要求瓶纸甚至出版。
“Nanobodies生物目标开发药物抗体成为可能只是太大冲击,”Manglik说。“通过nanobody发现快速和容易,我们希望我们的平台将极大地加快这个激动人心的潜在应用技术”。
“我认为我们会看到事情打击动物免疫系统,”麦克马洪补充道。“这是新技术。它只会变得更好。希望它能正常工作或更好的所以我们不需要骆驼了。”
这篇文章被转载材料所提供的哈佛医学院。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。
参考
酵母表面展示平台,快速发现构象上选择性nanobodies。康纳·麦克马洪,亚历山大-拜尔,罗伯塔Pascolutti Marcin Wegrecki,三多郑,Janice x Ong莎拉•c . Erlandson Daniel Hilger Søren g·f·拉斯穆森,亚伦m .戒指,Aashish Manglik &安德鲁·c·克鲁斯。《自然结构和分子生物学》(2018),doi: 10.1038 / s41594 - 018 - 0028 - 6。
