細胞内の抗体相互作用ネットワークの信頼性の高い再利用

科学分野:

• バイオテクノロジー
• 分子生物学
• 免疫学

背景:

• モノクローナル抗体はヒトプロテオームの85％と相互作用しますが、細胞質への浸透が悪いため、細胞内ではしばしば失敗します。
• 細胞内の溶解性と機能性は、抗体ベースの細胞内アプリケーションにおける主要な制限です。

研究 の 目的:

• 細胞質タンパク質を標的とするための、高度に可溶性で機能的な単一鎖可変フラグメント（scFv）イントラボディを設計すること。
• 細胞内への抗体の浸透と活性の限界を克服すること。

主な方法:

• 溶解性に影響を与える要因を特定するために抗体可変領域を分析し、電荷が重要であると特定しました。
• ドメイン間リンカーやドメイン配向を含むscFv構築物の最適化。
• 検索空間を削減し、潜在的なイントラボディ配列をランク付けするためにAI主導の逆折り畳みを適用しました。
• 標的タンパク質とのイントラボディ相互作用の実験的検証。

主要な成果:

• 溶解性に影響を与える主要因として電荷を特定しました。
• 溶解性、豊富さ、安定性が向上した最適化されたscFvデザインを開発しました。
• 様々な特異性を持つ60の細胞質タンパク質を標的とする600を超えるイントラボディ配列を生成しました。
• p53、α-シヌクレイン、SOD1、polyQ、FUS/TLS、UCHL1、GFPを含む主要タンパク質とのイントラボディ相互作用を検証しました。

結論:

• 配列化された抗体相互作用ネットワークの細胞内使用のための信頼性の高い再利用を実証しました。
• 多様な細胞質タンパク質を標的とする可溶性で機能的なイントラボディを作成する方法を確立しました。
• 細胞内抗体ベースの治療法および研究ツールのための新しい道を開きました。