近期來(lái)自德國(guó)和英國(guó)的科學(xué)家們提出了一種叫做 Trim-Away 的新方法， Trim-Away可以直接快速剔除任何細(xì)胞類(lèi)型中的蛋白質(zhì)周偎。這種方法的一大優(yōu)勢(shì)在于可以區(qū)分蛋白質(zhì)的不同變體抹剩，因此也為疾病的治療打開(kāi)了一扇新的門(mén)。

這一研究成果公布在11月16日的Cell雜志上蓉坎。文章的通訊作者澳眷，德國(guó)馬普生物物理化學(xué)研究所Melina Schuh表示，“利用Trim-Away蛉艾，我們第一次可以在任何類(lèi)型細(xì)胞中直接靶向任何蛋白钳踊。這種方法非常簡(jiǎn)單，可以在幾分鐘內(nèi)剔除蛋白質(zhì)勿侯，而且比基因組編輯或RNAi技術(shù)要快得多拓瞪，這兩種方法通常需要幾個(gè)小時(shí)甚至幾天的時(shí)間才能剔除蛋白，這給了細(xì)胞時(shí)間去發(fā)展用于補(bǔ)償?shù)臋C(jī)制诫痹，有時(shí)就會(huì)掩蓋實(shí)際效應(yīng)救咙。此外，基因組編輯和RNAi并不適用于研究長(zhǎng)時(shí)間存在的蛋白寨今，和原代細(xì)胞中的蛋白禾计，現(xiàn)在利用Trim-Away，我們就可以填補(bǔ)這個(gè)空白了梆甘。

“現(xiàn)在理論上宇夭，我們可以從體內(nèi)獲取任何細(xì)胞，然后迅速破壞細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)江伴，立即研究這對(duì)細(xì)胞過(guò)程的影響”楔撩，文章的第一作者Dean Clift補(bǔ)充說(shuō)。

在每一個(gè)活細(xì)胞中都有數(shù)以千計(jì)的蛋白質(zhì)行駛著它們的功能踢臀，包括催化生化反應(yīng)焙番，塑造細(xì)胞表面，發(fā)送和接收信號(hào)。蛋白功能障礙會(huì)引起各種疾病缔御，比如癌癥和神經(jīng)變性抬闷。因此，對(duì)于分子生物學(xué)家來(lái)說(shuō)耕突，了解蛋白質(zhì)在自然環(huán)境中如何發(fā)揮作用至關(guān)重要笤成。

研究人員為了分析蛋白質(zhì)的功能，現(xiàn)階段采用的最重要的方法之一是在細(xì)胞中剔除蛋白眷茁，研究這對(duì)細(xì)胞過(guò)程產(chǎn)生的影響炕泳。剔除蛋白質(zhì)的兩大主要技術(shù)：CRISPR-Cas基因組編輯和RNA干擾（RNAi）通過(guò)靶向細(xì)胞中的DNA或RNA，有效地關(guān)閉了蛋白的生成上祈。但是培遵，這些方法只是間接的影響了蛋白表達(dá)量，而且并不適用于所有類(lèi)型的細(xì)胞和蛋白質(zhì)登刺。迄今為止籽腕，還沒(méi)有可以普遍適用的技術(shù)可以克服這些限制。

Trim-Away技術(shù)核心

Trim-Away 這一新技術(shù)的核心是來(lái)自英國(guó)MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Leo James研究組發(fā)現(xiàn)的一種蛋白：Trim21纸俭，Trim21能識(shí)別進(jìn)入細(xì)胞病毒附著的抗體皇耗，它與這些抗體結(jié)合，將抗體-病毒復(fù)合體標(biāo)記為“垃圾”肺沃，然后這一復(fù)合物被傳遞給細(xì)胞的“垃圾桶”罩泰，即蛋白酶體。

Schuh意識(shí)到Trim21的這種能力可以幫助她克服在研究中遇到的問(wèn)題：通過(guò)基因組編輯或者RNAi從卵細(xì)胞中剔除特定的蛋白質(zhì)是非常困難的樱猬，因?yàn)檫@些蛋白能在細(xì)胞中保存很長(zhǎng)的時(shí)間孝生。Schuh嘗試?yán)肨rim21作為分子工具，她與Clift一道肛巫，將抗體導(dǎo)入到卵細(xì)胞中据将，直接靶向一種特異性細(xì)胞蛋白，而不是直接針對(duì)病毒衅惠。結(jié)果發(fā)現(xiàn)婉孙，Trim21識(shí)別出了抗體，并將與抗體結(jié)合的蛋白質(zhì)傳遞到了蛋白酶體哗饭，進(jìn)行摧毀抓许。幾分鐘后，細(xì)胞中的這種蛋白就消失了琉阱。

將Trim21重定向到感興趣的蛋白質(zhì)就是Trim-Away的核心原理。“其實(shí)從根本上來(lái)說(shuō)蹭劈，自然的工具箱已經(jīng)為我們提供了我們需要的所有組件疗绣，重要的訣竅就是要選擇合適的組件线召，并將它們優(yōu)化成為我們的目的而工作的系統(tǒng)，”Schuh總結(jié)說(shuō)多矮。

還有另外一個(gè)問(wèn)題——許多細(xì)胞類(lèi)型沒(méi)有足夠量的Trim21來(lái)完成剔除所有抗體結(jié)合蛋白的任務(wù)缓淹。為此研究人員需要提供額外的Trim21蛋白來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題，他們采用的是“電擊”讓蛋白進(jìn)入細(xì)胞塔逃。

“在十年前我們首次發(fā)現(xiàn)Trim21可以作為一種抗體受體讯壶，并隨后證明了它能有效破壞病毒蛋白，之后我們意識(shí)到如果需要重新安排細(xì)胞蛋白的功能時(shí)患雏，這會(huì)是一種很高的工具鹏溯。而結(jié)果證明效果比我們想象的還要好罢维，”James說(shuō)淹仑。

此外，Trim-Away也可以用于巨噬細(xì)胞（一種白細(xì)胞）肺孵，“巨噬細(xì)胞完全無(wú)法通過(guò)基因組編輯或RNAi進(jìn)行分析匀借，因?yàn)樗鼈兲貏e擅長(zhǎng)識(shí)別外來(lái)DNA和RNA。現(xiàn)在有了Trim-Away盘塘，就可以從巨噬細(xì)胞中剔除蛋白質(zhì)裤泄，研究這種特定細(xì)胞類(lèi)型中的蛋白功能。”

摧毀致病蛋白質(zhì)突變

Trim-Away的一大特點(diǎn)是可以利用抗體的顯著特異性告傻，區(qū)分不同的蛋白質(zhì)几崔，而且還可以區(qū)分同一蛋白質(zhì)兩種不同的突變。在許多疾病中都存在蛋白突變蝠题，比如亨廷頓舞蹈癥影塑，這是一種遺傳性神經(jīng)退行性疾病，其病因就是huntingtin蛋白的兩個(gè)基因拷貝中出現(xiàn)了一個(gè)突變殷宴。利用Trim-Away可以剔除組織培養(yǎng)細(xì)胞中的huntingtin致病蛋白徘繁，同時(shí)保持正常的蛋白不受影響。 Schuh強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“當(dāng)然窜货，實(shí)際治療與細(xì)胞培養(yǎng)完全不同嘹券。治療應(yīng)用還很遙遠(yuǎn)，但是我們的這項(xiàng)工作將會(huì)為將來(lái)抗體治療疾病開(kāi)辟打開(kāi)新的大門(mén)末雪。”