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作者：Ashley
導讀：近期研究開發了一種受到達爾文進化論啟發的新技術，透過使用DNA配對過程進行程式化組裝，快速生成數百萬個小分子組合，在兩週內找到對抗靶蛋白的最佳可能組合。且這種技術易於複製以及價廉，在接下來研究人員將根據達爾文進化論的啟發繼續改進，創造更多新的組合以便藥物開發。
身體必須不斷地保護自己不受細菌和病毒的侵害。它會產生數百萬種不同的抗體，這些抗體被選擇來識別敵人，並觸發可能的最佳免疫反應。科學家們利用這些抗體進行治療，以靶蛋白並破壞它們的有害影響。然而，識別將形成藥物基礎的小分子是一個漫長而乏味的過程。
瑞士日內瓦大學(UNIGE)的化學家們開發了一種受達爾文進化論啟發的技術:放大最佳組合併產生多樣性，從而使生物學找到解決新問題的方法。他們創造了一種新的方法，透過使用DNA配對過程進行程式化組裝，快速生成數百萬個小分子組合，在兩週內找到對抗靶蛋白的最佳可能組合。這些結果發表在《Nature Chemistry》雜誌上，題為“A mating mechanism to generate diversity for the Darwinian selection of DNA-encoded synthetic molecules”，將為藥物開發開闢一個新的、未開發的空間。
藥物的工作原理是基於對與疾病有關的靶蛋白的分子識別，然後解除其武裝。為了做到這一點，科學家們使用高通量篩選來確定哪些分子可以成為藥物，特異性地靶向感興趣的蛋白質。在過去的十年裡，由於DNA很容易解碼，透過用DNA標記編碼小分子，簡化了識別，這項技術得到了改進。
從達爾文進化論的力量中汲取靈感
尋找有效的組合
該研究的通訊作者、UNIGE科學系有機化學系教授Nicolas Winssinger解釋說：“生物學總是能為問題找到解決方案。自然進化的原則包括放大最佳的個體，同時產生多樣性，以在不斷變化的條件中適應和生存。這就是我們為小分子所設定的。”事實上，科學家們已經開發出一種技術，透過它們的DNA創造出1億多個分子組合，從而產生多樣性，然後從中選擇最適合某個特定蛋白質的分子。
Nicolas Winssinger解釋說：“我們受到了識別靶蛋白的抗體特性的啟發，並試圖以更簡單的分子形式模擬它們，允許它們在DNA序列的指導下，以不同的組合方式組合。然後對這些組合進行選擇和多次擴增，以找到與靶蛋白可能的最佳匹配，所有這些都需要一到兩週的時間，而傳統的高通量篩選則需要數月甚至一年。”
一種經過驗證的、易於複製且價廉的技術
為了驗證該方法的有效性，日內瓦小組將重點放在PD-L1蛋白上，該蛋白會透過轉移免疫系統來保護癌細胞。Nicolas Winssinger說：“多虧了我們的方法，我們迅速確定了一種專門針對PD-L1的裝配體，證實了它的有效工作。”
這種技術在世界上任何實驗室都很容易複製，成本僅為幾千法郎，而高通量篩選則需要數百萬法郎。日內瓦的研究人員總結道：“透過利用達爾文強調的進化力量，我們現在可以改進我們的分子組合，併為尚未開發的可能組合開闢一個新的空間，以便創造新的、更有效的藥物。”
參考資料：
https://phys.org/news/2021-12-drugs-darwinian-theory.html
注：本文旨在介紹醫學研究進展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導，請至正規醫院就診。
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