蛋白质活性的集成紧调节器使信号通路的控制和体内基因组编辑 in vivo 成为可能
Nik Franko1, António José da Silva Santinha1, Shuai Xue1
1Department of Biosystems Science and Engineering, ETH Zurich, Basel, Switzerland.
研究人员开发了蛋白质活性综合紧调节器 (iCROP) 以精确控制蛋白质功能,使用病毒蛋白酶和抑制剂. 这种新的系统使可调节的蛋白质活性用于研究和治疗应用.
科学领域:
- 分子生物学分子生物学
- 生物技术是生物技术.
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- 蛋白质活性的翻译后调节对于细胞功能至关重要.
- 现有的控制蛋白质活性的方法往往缺乏精度或需要复杂的输送系统.
- 病毒蛋白酶为向蛋白质分裂和功能调节提供了强大的工具.
研究的目的:
- 使用病毒蛋白酶和抑制剂设计一种新的蛋白调节系统 (iCROP).
- 为了证明iCROPs在各种蛋白质和生物途径中的多功能性和有效性.
- 在临床前模型中验证iCROP的应用,以抑制炎症反应和降低胆固醇.
主要方法:
- 通过将病毒蛋白酶与标蛋白融合而开发iCROP,并结合可切割的序列.
- 验证iCROP框架使用三个蛋白酶调节十种不同的蛋白质.
- 通过mRNA或DNA传递iCROPs,由蛋白酶抑制剂控制的启动.
- 为NF-κB和NFAT信号通路组装和测试ICROP.
- 在小鼠体内研究评估ICROP-sr-IκBα用于抑制细胞因子风暴和ICROP-Cas9用于PCSK9基因淘汰.
主要成果:
- 通过iCROP,可以调节蛋白质活性的蛋白酶依赖的翻译后调节.
- 在没有抑制剂的情况下,iCROP系统表现出快速的动力学,高的诱导比率和强烈的抑制.
- 在对蛋白酶抑制剂的反应中,iCROPs成功调节了NF-κB和NFAT信号通路.
- 在体内应用iCROP-sr-IκBα抑制细胞因子释放在接受脂聚糖合物治疗的小鼠.
- 在小鼠中,ICROP-Cas9调解PCSK9基因淘汰,导致LDL胆固醇水平降低.
结论:
- iCROPs代表了一种用于诱导蛋白活性控制的多功能和强大的平台.
- 这项技术有助于在翻译后的水平上精确调节蛋白质功能.
- iCROPs具有很大的潜力,可以促进基础研究,并使医学中新的翻译应用成为可能.
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