新工具使研究人员能够快速操纵哺乳动物细胞中的蛋白质水平

由西奈山伊坎医学院(ISMMS)的研究人员领导的研究小组开发了一种工具，使科学家能够快速操纵同一细胞中两种蛋白质的水平。他们说这种被称为“双分子调谐器”的方法提供了一种在哺乳动物细胞中进行深入分析的简便方法，特别是干细胞。

他们的研究发表在5月27日的Nature Communications上，它使用两种植物激素靶向特定蛋白质进行降解，从而使研究人员能够将这些蛋白质降低到他们选择的水平。这个过程在几分钟内完成，使科学家们能够监测细胞中这些蛋白质耗尽时发生的情况。

“例如，我们可以监测细胞周期的差异，这取决于一种或另一种蛋白质的消耗情况，因为这种工具的作用非常迅速且有效，”该研究的高级研究员Ran Brosh博士说，他是实验室的博士后研究员。该研究的相应作者，Ihor R. Lemischka博士，ISMMS的药理学，发育和再生生物学教授。

Brosh博士说，研究人员不仅可以选择一种或两种选择的蛋白质中的多少可以被降解，整个过程是可逆的。“功能丧失研究是理解基因如何工作的关键，但快速有效地干扰哺乳动物基因功能的方法 - 特别是干细胞 - 很少。这种双分子调谐器，你可以独立操作两种蛋白质另外，对于迄今为止难以进行的各种研究非常有用，例如解码信号网络或蛋白质相互作用，“他说。

调谐器可以用于两种蛋白质，因为研究人员已经确定了两种植物激素，这些激素有助于指示细胞对正在研究的蛋白质的靶向破坏。

激素是生长素和coronatine，植物激素茉莉酸的细菌类似物，两者都调节植物生理，但对人类完全无毒 - “我们每天在蔬菜和沙拉中食用这些激素，”Brosh博士说。

该系统的工作方式是研究人员使用传统的基因沉默技术沉默感兴趣的基因或基因，同时以他们可以控制的形式提供相同的基因。这些基因现在含有产生称为degron的短肽的序列 - 其功能是调节蛋白质降解 - 与编码的蛋白质融合。

引入的第三种成分(所有三种都包含在单一的慢病毒载体中)是植物激素的受体。当用激素处理细胞时，它结合其受体，然后靶向蛋白质 -缺失融合体进行破坏。“我们的调谐器允许研究人员利用电池的降解系统，我们可以按照我们的意愿将其调高或调低 - 例如调光灯一点点或全部，”Brosh博士说。

他补充说，与其他基因编辑技术(可能需要数月才能应用于单一基因)不同，建立双调谐器需要一到两周的实验室工作。

Brosh博士补充说，虽然该工具适用于研究，但它可以具有临床应用，例如筛查药物靶标。

合作者包括来自华盛顿大学的研究人员，该研究人员还与ISMMS共享专利，用于开发冠状病毒作为研究工具。