加州大学欧文分校领导的研究团队利用核糖体的力量开发化学库

加利福尼亚州尔湾市，2023 年 8 月 23 日 — 由加州大学欧文分校科学家领导的一个研究小组开发了一种创新方法，通过利用核糖体的力量，快速有效地创建大量用于药物发现的化合物，核糖体是所有合成蛋白质和肽的细胞中发现的分子。

最近发表在ACS Central Science上的研究结果描述了这种变革性技术，它可以取代目前的手工密集型过程，加速发现可能影响各种疾病和病症治疗的新药。

化学库是分子的集合，经过筛选以识别具有有希望的活性或治疗潜力的分子。筛选涉及以快速实验或测定的形式对库中的每种化学物质提出相同的生物学问题。

“文库合成和筛选是发现新药的第一步，”UCI药物科学教授，该研究的共同通讯作者Brian M. Paegel说。“这项新技术使我们能够合成超小型化凝胶珠文库，每个文库包含来自库中的数十万个单一化合物拷贝。珠子上如此多的分子拷贝的排列使科学家能够直接评估每个文库成员的生物活性，这是寻找新药的宝贵能力。

该团队发明了一种新颖的方法来生成与人类细胞大小大致相同的凝胶珠，每个凝胶珠都含有大量的核糖体，一种称为RNA聚合酶的酶和一个装饰有DNA的磁性核心，与人类细胞核不同。DNA核心编码或提供特定肽分子的组装指令。胰岛素是天然存在的肽已成为药物的一个例子。

通过模拟细胞从DNA到RNA再到肽合成的遗传信息流，研究人员成功地在每个单独的凝胶珠内定位了遗传编码的肽合成。重要的是，这种技术可以在数百万个珠子上并行执行，每个珠子都有一个独特的DNA标签，形成一个广泛的文库。

“珠子本身也是一个重要的成就。目前依赖于劳动密集型手工程序的化学合成现在由核糖体促进，使我们能够利用自然作为我们的灵感来准备非常大的文库。科学家们现在可以同时探索大量的分子，推进药物发现，而DNA编码的磁芯能够有效地跟踪和分析单个化合物，“Paegel说，他还在化学和生物医学工程方面任职。

该方法还应用于其他领域，例如酶工程，环保杀虫剂的开发或具有特定物理特性的材料。

其他团队成员包括共同通讯作者Christian Cunningham和Alix Chan，他们都是南旧金山Genentech的科学家，以及UCI制药科学项目专家Valerie Cavett。

该研究得到了美国国立卫生研究院的资助，奖励编号为GM140890。

Paegel在圣地亚哥的一家生物技术研究公司1859 Inc.拥有重大的经济利益，该公司寻求将这项工作的某些方面商业化，Cunningham和Chan是罗氏的股东。

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