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最新开发的技术可以精确 快速地降解目标蛋白质

现在,研究人员可以更准确,更精确地靶向酵母,哺乳动物细胞和小鼠中的特定蛋白质,研究敲除特定蛋白质特征如何影响细胞或生物体的物理表现。

这个日本小组在11月11日的《自然通讯》上发表了他们的研究结果。

“有条件的基因敲除和小干扰RNA(siRNA)用于沉默蛋白质而不将其完全敲除,已在许多研究中使用,”美国国立遗传学研究所国立遗传学研究所教授Masato T. Kanemaki说。信息和系统(ROIS)。“但是,由于目标蛋白质的消耗速度缓慢,因此这些技术对于研究高度动态的过程(如细胞周期,分化或神经活动)不是理想的选择。”

Kanemaki和他的团队以前已经开发了一种称为AID系统的方法,该方法使用一个称为degron的小蛋白质标签,该标签与蛋白质融合以诱导降解。为了启动降解过程,研究人员施用了生长素,一种有助于调节植物生长的植物激素。根据Kanemaki的说法,在先前的条件基因敲除和siRNA研究中,目标蛋白的耗尽通常需要两到三天。AID系统提供了一种通用,更有效的方法,通过该方法可以在不到几个小时的时间内消耗掉目标蛋白。

Kanemaki说:“原始的AID系统有两个主要缺点:泄漏降解和需要高剂量的植物生长素。” 这些负面特征使得难以精确控制感兴趣的蛋白质在活细胞中的表达水平并将这种方法应用于小鼠。”

基因敲除小鼠的能力是遗传研究和治疗方法中的关键步骤。Kanemaki认为,这种方法在培养的细胞中可能效果很好,但是必须在整个模型系统(例如鼠标)中起作用。AID系统的“泄漏降解”意味着目标蛋白在没有生长素的情况下只会微弱降解,但是诱导完全降解所需的生长素水平似乎对细胞生长具有长期负面影响。

Kanemaki说:“在本文中,我们描述了AID2系统,该系统克服了原始AID系统的所有缺点。”他指出,它们没有检测到该系统的泄漏降解,降解速度更快,所需的生长素剂量为低得多。

为了建立AID2系统,研究人员采用了所谓的“凸凹”策略,以在识别并诱导德格隆融合蛋白降解的植物蛋白突变体(称为TIR1)中创建一个空白空间。 。生长素类似物可以直接与TIR1突变体结合并启动降解过程。由于该方法非常有效,因此需要较少的生长素类似物。研究人员发现,可能以比原始系统低670倍的浓度诱导耗尽。

Kanemaki说:“借助AID 2系统,可以在培养的细胞和小鼠中快速消耗感兴趣的蛋白质。” “下一步,我们计划使用该系统在染色体生物学中找到新东西,并将AID2系统应用于其他模型生物。”

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