地球与环境
俄勒冈州立大学获得560万美元用于研究蛋白质工程,这是对抗疾病的关键工具

Ryan Mehl, left, in lab

俄勒冈州科瓦利斯——俄勒冈州立大学从美国国立卫生研究院获得了一笔五年期560万美元的拨款,用于成立一个研究中心,致力于基因密码扩展,从而创造具有抗病潜力的新型蛋白质。

遗传密码扩展(GCE)指的是基因密码比自然情况下增加的工程细胞,从而产生新的蛋白质。这些蛋白质具有设计化学基团,它们被精确地放置在细胞内的特定位置。

新中心名为GCE4All,由俄勒冈州立大学科学学院主办,其使命是改进支持基因密码扩展的技术,通过揭示疾病和健康背后的机制,使它们能够更广泛地用于诊断和治疗疾病,俄勒冈州立大学生物化学和生物物理学杰出教授安迪·卡普plus说。

他补充说,在过去的十年中,俄勒冈州立大学已经成为GCE研究的全国领导者。

“我们预计该中心工作的影响将非常广泛,”Karplus说。“改进的GCE技术将使蛋白质以新的方式连接在一起,大大提高它们阻止或帮助治愈所有类型的疾病的能力。例如,关于COVID-19,有更多的方法将三个抗刺突抗体片段连接在一起,将允许研究人员制造出最有效的抗体版本,可以专门和紧密地抓住冠状病毒刺突蛋白,并阻止其行动。”

蛋白质是大而复杂的分子。它们是细胞的主力——蛋白质使细胞内所有的生物功能得以实现——同样的20种氨基酸为每一种自然产生的蛋白质提供了基石。DNA保存着蛋白质的蓝图,在编码被第一次转录成信使RNA后,蛋白质就从这些蓝图合成。

遗传密码扩展导致了对蓝图更灵活的解释,因此通过添加20个规范或标准集合之外的氨基酸,新的蛋白质成为可能。这个新研究中心的负责人莱恩·梅尔(Ryan Mehl)说,自从科学家们20年前开始与GCE合作以来,已经有200多种不同的氨基酸被添加到蛋白质中,以达到这样或那样的目的。

俄勒冈州立大学生物化学和生物物理学教授梅尔说:“它们中的每一种都有可能增强蛋白质在研究、治疗和其他科学应用中的应用。”“研究人员还可以使用GCE在现有的蛋白质中添加跟踪元素,以探测生物体内的蛋白质结构和功能,例如,发现衰老的来源。”

GCE能够制造某些已知在疾病中会发生的氧化蛋白形式的纯版本,这已经为梅尔的实验室和合作者采取新措施来对抗癌症、动脉硬化和卢伽雷氏病铺平了道路。

梅尔补充说,新中心最初将专注于GCE技术方面,以促进全国各地科学家的工作,这些科学家需要取得进展,以便在nih资助的研究项目中取得突破。这些研究包括寻求新的疗法和干预措施:

抑郁和其他情绪障碍(俄勒冈健康与科学大学的Eric Gouaux领导的一个项目)。囊性纤维化,癫痫,多发性硬化和心律失常(Chris Ahern,爱荷华大学)。疼痛综合症和神经系统和心脏的电信号紊乱(Sharona Gordon和Bill Zagotta,华盛顿大学)。癌症(北卡罗莱纳大学的Marcey Waters和圣路易斯大学医学院的Edwin Antony)。帕金森病和神经退化(E. James Petersson,宾夕法尼亚大学)。HIV和相关病毒(Angela Gronenborn,匹兹堡大学)。

梅尔说:“我们想教人们如何让GCE为他们服务,不管他们目前的限制是什么。”“我的最终目标是训练尽可能多的人,并达到一个临界点,优化的技术将成为蛋白质研究的基本工具。”

除了Mehl和Karplus,将GCE4All引入俄勒冈州立大学理学院的提案的其他作者还有著名教授Joe Beckman;Rick Cooley,助理教授;Kari Van Zee,高级教练;张孝相,博士后研究员。罗切斯特大学医学中心的约翰Lueck合著者。

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