新型納米粒子能按需合成蛋白質

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據物理學家組織網4月9日報導，美國麻省理工學院(MIT)的研究人員開發出了一種新型納米粒子，能夠按需求合成蛋白質。待這些“蛋白質工廠”粒子到達目標后，科學家就可以通過紫外線照射，啟動蛋白質的合成。這些粒子能被用於傳送可殺死癌細胞的小分子蛋白質，并最終形成諸如抗體等較大的蛋白質，激發免疫系統摧毀腫瘤。相關研究報告發表在近期出版的《納米快報》雜志上。

科學家是在尋找打擊轉移性腫瘤的新方法時，萌生了生成“蛋白質構建粒子”的想法。這種腫瘤轉移能從最初的癌變點轉移至身體的其他部分，90%的癌症死亡皆源自於此。科研人員意圖模仿在自然界中發現的蛋白質制造策略：細胞會把構建蛋白質的指令儲存在DNA中，隨后其會被復制到信使RNA中。信使RNA將運載蛋白質的藍圖至名為核糖體的細胞結構內，其可讀取信使RNA傳遞的信息，并將它們翻譯成氨基酸序列。氨基酸串在一起，便形成蛋白質。


研究人員表示，核糖體經過了數十億年的自然進化，可被認為是生成蛋白質最完美的“機器”。他們設計的新型納米粒子，能借助包含脂類(以形成粒子的外殼)、核糖體、氨基酸和酶類等合成蛋白質所需的混合物進行自組裝；而生成某些特定的蛋白質也需要包括含DNA序列的混合物。

DNA被名為DMNPE的化合物所囚禁，但二者也能夠可逆結合。當粒子暴露於紫外線環境時，這種籠狀化合物將釋放DNA，并進入蛋白質的生產周期。在此項研究中，粒子可被編程用於生產綠色熒光蛋白(GFP)或熒光素酶，基於小鼠的測試顯示，在被紫外線燈照射時，可成功提示納米粒子開始生產蛋白質，但其中可能涉及部分具有毒性的蛋白，它們可同時損壞癌細胞和健康細胞。不過，如果等粒子到達目的地之后再激活它們，則僅會在腫瘤處進行蛋白質生產，從而有效避免上述毒性蛋白產生的副作用，也不必擔心合成的蛋白在傳送過程中被迫分解。

但研究人員強調，還需要大量測試以證明納米粒子能抵達它們在人體內的目的地，用於合成治療性的蛋白質，并有望制成潛在的癌症治療藥物。該小組目前也在研究激活納米粒子的其他方法，可能包括針對特定身體區域或細胞的、由酸度水平或多種生物條件所激發的蛋白生產等。