借助醫(yī)療VEGAS電子系統(tǒng)可以確定更快的定向進(jìn)化

（文章來(lái)源：攜手健康網(wǎng)）

在VEGAS中發(fā)生的事情不會(huì)留在VEGAS中，如果同名系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了它的目的，那就不是：加速哺乳動(dòng)物細(xì)胞中DNA序列的定向進(jìn)化。VEGAS代表基因驅(qū)動(dòng)序列的病毒進(jìn)化，它可以減少科學(xué)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(jìn)化中常見的發(fā)育延遲，以及基于細(xì)菌細(xì)胞的方法所特有的缺點(diǎn)。VEGAS已被用于發(fā)展轉(zhuǎn)錄因子，G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)和來(lái)自美洲駝的納米抗體，以實(shí)現(xiàn)特定的體內(nèi)活性。這些概念驗(yàn)證活動(dòng)均在不到一周的時(shí)間內(nèi)完成。

這種新方法來(lái)自北卡羅來(lái)納大學(xué)(UNC)大學(xué)，是一種相對(duì)快速，簡(jiǎn)便且通用的方法，可以進(jìn)行定向進(jìn)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(dòng)植物變種以來(lái)，它已經(jīng)使用了多個(gè)世紀(jì)。近幾十年來(lái)，定向進(jìn)化已用于實(shí)驗(yàn)室，生物學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中努力產(chǎn)生有價(jià)值的分子。

VEGAS系統(tǒng)旨在更快地產(chǎn)生更多勝利。首先，它在哺乳動(dòng)物細(xì)胞而不是細(xì)菌細(xì)胞中起作用。盡管細(xì)菌細(xì)胞通常是定向分子進(jìn)化活動(dòng)的便利平臺(tái)，但是許多理想的定向進(jìn)化靶標(biāo)在單細(xì)胞背景下表現(xiàn)不佳或不自然。由于VEGAS在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中起作用，因此它可以用于進(jìn)化新的人類，小鼠或其他哺乳動(dòng)物蛋白質(zhì)，而這些蛋白質(zhì)對(duì)于傳統(tǒng)的基于細(xì)菌細(xì)胞的方法而言將是繁重的或無(wú)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(zhì)的病毒可以感染培養(yǎng)皿中的細(xì)胞并迅速發(fā)生突變。

有關(guān)VEGAS的詳細(xì)信息顯示在7月4日的Cell雜志上，標(biāo)題為“ VEGAS，它是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中直接定向進(jìn)化的平臺(tái)?！备鶕?jù)這篇文章，VEGAS為生物醫(yī)學(xué)工具和療法的定向進(jìn)化提供了三大優(yōu)勢(shì)。VEGAS在宿主細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)框架內(nèi)進(jìn)化。VEGAS完全依賴宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)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(fù)雜健身環(huán)境固有的許多陷阱。

在他們的實(shí)驗(yàn)中，研究人員設(shè)置了條件，以使能夠存活的唯一突變基因是編碼能夠在細(xì)胞內(nèi)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(zhì)。一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)致力于修飾一種叫做四環(huán)素反式激活劑(tTA)的蛋白質(zhì)，該蛋白可作為激活基因的開關(guān)，是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的標(biāo)準(zhǔn)工具。通常，如果tTA遇到抗生素四環(huán)素或密切相關(guān)的強(qiáng)力霉素，它就會(huì)停止工作，但是研究人員開發(fā)了一個(gè)新的版本，具有22種突變，即使強(qiáng)力霉素水平很高，tTA仍然可以起作用。這個(gè)過(guò)程只花了7天。

科學(xué)家還將VEGAS應(yīng)用于一種常見的細(xì)胞受體GPCR。人類細(xì)胞上有數(shù)百種不同的GPCR，現(xiàn)代藥物將其作為治療多種疾病的靶標(biāo)。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(dāng)給定的GPCR從非活動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)時(shí)，其形狀如何發(fā)生變化。English和同事使用VEGAS快速突變了一個(gè)研究較少的GPCR，稱為MRGPRX2，使其保持始終處于活動(dòng)狀態(tài)。

“識(shí)別出在這種快速進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生的突變有助于我們首次了解受體蛋白質(zhì)中涉及向活躍狀態(tài)過(guò)渡的關(guān)鍵區(qū)域?！痹诹硪粋€(gè)演示中，該團(tuán)隊(duì)展示了VEGAS在更直接地指導(dǎo)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(xì)胞中，并被許多精神藥物所靶向。

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在使用VEGAS來(lái)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(shè)計(jì)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(xué)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系杰出教授Michael Hooker表示：“科學(xué)界長(zhǎng)期以來(lái)一直需要這樣的工具?！?“我們相信我們的技術(shù)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 /> ? ? ? ?