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美国橡树岭国家实验室开发出无需活细胞的蛋白合成新技术

2016-01-09 09:54 未明确 Small 阅读 0
核心摘要: 美国橡树岭国家实验室在《Small》杂志上发表研究,开发了一种无需活细胞的蛋白合成新技术。该系统利用大肠杆菌提取物和工程膜,在双通道生物反应器中高效合成蛋白质,产量达2 mg/ml,显著高于传统方法。该技术有望实现按需生产蛋白质,减少储存和运输成本,并为合成生物学领域提供新工具。

在12月22日的《Small》杂志上,美国能源部橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的研究人员报道了一种无需细胞培养、人工合成蛋白质的新系统。该系统利用一种混合液,包含大肠杆菌细胞提取物、绿色荧光蛋白DNA编码基因以及必需的代谢物,通过硅制长蛇形通道和工程膜实现代谢物、能源和抑制物的高效交换,从而在体外合成蛋白质。

与传统的活细胞体系不同,这种新系统避免了细胞培养的复杂性和限制。研究人员将双通道生物反应器与离心管中的参照混合反应以及单通道生物反应器进行了比较。离心管中的参照混合反应仅通过摇床温浴,最终产生325 μg/ml的蛋白浓度;单通道生物反应器产量提高约24%;而双通道工程膜系统则实现了2 mg/ml的蛋白浓度,显著提升了产量。

文章作者Scott Retterer表示:“通过这种方法,我们可以更快地生产更多蛋白质,用于定点生产。由于无需活细胞,该系统减少了生产设施需求,并且可以在任何时间、任何地点按需生产蛋白质,无需在运输和储存过程中保持冷冻冷藏。”

此外,体外人工构建能合成蛋白的核糖体一直是合成生物学领域的研究热点。2015年,西北大学的Michael C. Jewett和哈佛大学医学院的George M. Church领导团队,在天然酶的帮助下模拟了细胞内核糖体生成途径,获得了有功能的人造核糖体。这项研究有助于深入理解核糖体的形成和功能,开发更有效的靶向核糖体装配的抗生素,设计具有特殊功能的新型核糖体,甚至构建人造细胞。

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