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蛋白质晶体生长:有助研究疾病过程

2016年07月31日09:14 | 来源:科技日报
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原标题:蛋白质晶体生长:有助研究疾病过程

国际空间站是蛋白质晶体生长的理想平台,一些分子在太空会长出更大、更纯的晶体结构,质量优势让研究人员更容易发现要找的标靶位置,有助于开发新药。

生物技术公司iXpressGenes是一家生物化学、结构基因组学和检测器材方面的专业公司,他们的目标是研究与遗传信息通道有关的蛋白质结构与功能,利用基因合成和生物学工具设计转基因大分子用于DNA复制,开发出将分子生物学、蛋白质化学、X射线晶体学等跨学科技术结合在一起的仪器设备。因从事蛋白质晶体生长以了解疾病过程方面的研究,该公司总裁、蛋白质晶体生长专家约瑟夫·伍被授予“商业与民用化/生物学与医学创新”奖。

约瑟夫·伍说:“国际空间站是蛋白质晶体生长的理想平台。改良的太空生长蛋白质晶体能为许多高价值蛋白质提供三维X射线结构,最终这些结构能帮研究人员确定具体的蛋白质功能和相关疾病过程。”

在太空里,基因表达会有所改变,产生更多样化的表型,有些表型甚至可能导致某些病原体毒性增加——这方面的研究能帮人们更好地理解发病机制,加速新药设计和疫苗开发。身体系统也会变化,导致骨质流失、免疫抑制、骨骼肌质量与强度损失等,这些现象在宇航员和空间站小鼠模型的身上均有发生,分析这些影响为开发和测试药物提供了机会。此外,这些表型还可以模拟衰老的生理变化,揭示衰老生理机制。

在空间站培养三维细胞,研究细胞和组织对刺激(包括药物)的反应,有助于改进组织工程和再生医学研究。一些分子在太空会长出更大、更纯的晶体结构,质量优势让研究人员更容易发现要找的标靶位置,帮助开发新药。比如,在空间站生长的HQL-79蛋白质晶体,其揭示的蛋白质三维结构比地面更详细;研究人员还发现了一个以往不曾发现的与水关联的分子,这些发现有助于开发新疗法抑制杜氏肌营养不良症。

此外,这方面的成功案例还有很多,比如用沙门氏菌来寻找其在地球上尚未发现的毒性基因,为疫苗开发提供了一种有潜力的新标靶;还有一种为骨质疏松患者开发的抗骨折药物Denosumab(狄诺塞麦),也是在国际空间站进行实验,并为预防骨质疏松提供了证据;在微重力环境下开发的药物递送微胶囊也可以用在地球上,地面实验证明它能成功使肿瘤变小等。

(责编:郝孟佳、熊旭)

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