细菌“注射器”将蛋白输入人体细胞

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《自然》杂志29日报道一项生物科技重要成果：一种蛋白质递送装置，它可利用细菌“注射器”将蛋白质注射到人类细胞中。这种方法可能对未来人类生物医学疗法的应用非常有用，例如基因疗法和癌症治疗。
递送特定蛋白质到特定细胞类型中，这种方法具有治疗疾病的潜力。一些细菌演化出了递送系统与寄主细胞互动，例如有些类似注射器的机制能通过驱动一个刺突穿过细胞膜，将蛋白质注射到细胞里。但对于这些递送系统是否能在人类细胞中起作用，以及这些系统用来识别目标细胞的机制，人们了解不多。
美国麻省理工与哈佛博德研究所张锋及其同事，使用人工智能“阿尔法折叠”预测了一种合适的、通常针对昆虫细胞的细菌蛋白结构，将之改造为针对培养的人类细胞。他们发现这一系统可用于高效递送多种类型的蛋白质到人类细胞。
研究人员还调整了这一系统，用于针对活体小鼠的细胞，表明该系统可用于在活体生物中引入蛋白质。
张锋解释称，治疗分子的递送是当前医学的主要瓶颈，团队需要大量的选择性研究，才能将这些强大的新疗法送入体内正确的细胞。而通过学习自然界如何运输蛋白质，研究人员开发出了这个新平台来帮助解决这一差距。
研究团队认为，这一系统将作为未来人类疗法的递送工具。科学家也可以设计该系统的其他组件来调整其属性，使其运送更多“货物”，包括DNA或RNA。
这是蛋白质工程改变自然系统生物活性的一个非常漂亮的例子！同时也证实了，蛋白质工程是下一代生物医学和治疗系统开发的利器。本次技术的亮点，是著名AI“阿尔法折叠”的出手；而成功的关键，则是科学家们学习了自然界中蛋白质是如何运输的——这种系统在整个生物圈中具有丰富多样性，但它们的特征一直以来并不清楚。我们相信，这种类型的系统还将在医学界发挥出更重要的作用，但一切还有待探索。