新纳米粒子能按需合成蛋白质

南国知心

    据物理学家组织网4月9日报道，美国麻省理工学院（MIT）的研究人员开发出了一种新型纳米粒子，能够按需求合成蛋白质。待这些“蛋白质工厂”粒子到达目标后，科学家就可以通过紫外线照射，启动蛋白质的合成。这些粒子能被用于传送可杀死癌细胞的小分子蛋白质，并最终形成诸如抗体等较大的蛋白质，激发免疫系统摧毁肿瘤。相关研究报告发表在近期出版的《纳米快报》杂志上。
    科学家是在寻找打击转移性肿瘤的新方法时，萌生了生成“蛋白质构建粒子”的想法。这种肿瘤转移能从最初的癌变点转移至身体的其他部分，90%的癌症死亡皆源自于此。科研人员意图模仿在自然界中发现的蛋白质制造策略：细胞会把构建蛋白质的指令储存在DNA中，随后其会被复制到信使RNA中。信使RNA将运载蛋白质的蓝图至名为核糖体的细胞结构内，其可读取信使RNA传递的信息，并将它们翻译成氨基酸序列。氨基酸串在一起，便形成蛋白质。
    研究人员表示，核糖体经过了数十亿年的自然进化，可被认为是生成蛋白质最完美的“机器”。他们设计的新型纳米粒子，能借助包含脂类（以形成粒子的外壳）、核糖体、氨基酸和酶类等合成蛋白质所需的混合物进行自组装；而生成某些特定的蛋白质也需要包括含DNA序列的混合物。
    DNA被名为DMNPE的化合物所囚禁，但二者也能够可逆结合。当粒子暴露于紫外线环境时，这种笼状化合物将释放DNA，并进入蛋白质的生产周期。在此项研究中，粒子可被编程用于生产绿色荧光蛋白（GFP）或荧光素酶，基于小鼠的测试显示，在被紫外线灯照射时，可成功提示纳米粒子开始生产蛋白质，但其中可能涉及部分具有毒性的蛋白，它们可同时损坏癌细胞和健康细胞。不过，如果等粒子到达目的地之后再激活它们，则仅会在肿瘤处进行蛋白质生产，从而有效避免上述毒性蛋白产生的副作用，也不必担心合成的蛋白在传送过程中被迫分解。
    但研究人员强调，还需要大量测试以证明纳米粒子能抵达它们在人体内的目的地，用于合成治疗性的蛋白质，并有望制成潜在的癌症治疗药物。该小组目前也在研究激活纳米粒子的其他方法，可能包括针对特定身体区域或细胞的、由酸度水平或多种生物条件所激发的蛋白生产等。