蛋白质穿衣服 了解他们的时尚选择可以帮助我们治疗癌症

我们人类是进化树的顶级，这是五十亿年来在地球上生活过的最复杂的生物。对?我们实际证明我们的生物学复杂性的一种方法是观察我们的身体可以产生的不同蛋白质的数量，以构建我们所有不同类型的细胞以及他们需要的其他东西。

这个数字在人类中约为20,418。我们显然比鸡(18,346)，苍蝇(13,931)和细菌更复杂，其中一些只能产生几百种不同的蛋白质。但这里有一个令人羞愧的消息：一些甲壳类动物可以制造多达30,000种蛋白质，而一种红甘蓝含有近60,000种不同的蛋白质。

科学家们设法为这个明显的难题提出了解释，并拯救了我们作为一个物种的尊严。使我们比卷心菜更复杂的特征之一就是所谓的蛋白质翻译后修饰，蛋白质从我们的DNA中复制后可以改变的方式。如果我们考虑到这些，那么人类细胞中不同蛋白质的总数估计为100万。

然而，与展示卷心菜相比，更重要的是，这些蛋白质的变化，我们在这里称之为蛋白质 “ 衣服 ”，可以帮助我们解决癌症等疾病。我们开发了一种微型设备，可以分析人体组织样本中的蛋白质衣物，有助于更早发现肿瘤或了解驱动它们的原因以及如何最好地治疗它们。

就像人类一样，我们体内的蛋白质在没有任何衣服的情况下出生。但在开始工作和与其他蛋白质交往之前，他们中的大多数都穿着相当于穿衣服。这些蛋白质服装可以改变“裸”蛋白质的结构，功能以及它与其他蛋白质的相互作用。因此，蛋白质服装对我们身体的复杂性做出了巨大贡献。

这个比喻以不同的方式运作。正如只有一个地方你可以(舒适地)戴上左手手套而你的老花镜不会起作用，蛋白质只能在他们的结构上的特定位置进行修改才能使它们工作。

蛋白质修饰也可以逆转。正如我们可以脱掉夹克一样，如果我们太热，蛋白质可能会有一些衣服，如磷酸盐组，在几分之一秒内被移除。但其他修改非常稳定。例如，如果向蛋白质中添加甲基或脂质基团，则它们就像很难去除的“纹身”。

像我们一样，蛋白质可以同时穿着许多不同的衣服。在某些情况下，这些不同的修饰可以相互作用，并且还影响可以对蛋白质进行的其他改变。

但是这一切与疾病有什么关系呢?就像我们生病和住院时换衣服一样，如果我们患有心血管疾病和癌症等疾病，我们的蛋白质改变可能会有很大不同。在这些情况下，修改出了问题，蛋白质可能在错误的地方穿着错误的衣服。这可能发生在我们已经提到的一些修改中，例如磷酸盐和甲基。

这意味着如果我们能够确切地了解组织样本中的蛋白质衣物是如何出错的，那么我们就能更好地理解身体内部的情况。我们开发的一种方法是使用我们称之为癌症的芯片系统。我们可以将取自肿瘤的样本放在类似微芯片的装置中，大小与大硬币一样大。该芯片不是电子电路，而是包含一个微小的“微流体”管网络，可以对样品进行一系列化学实验。

早点发现癌症

这使我们能够用小组织样本重建体内条件，而无需在动物身上进行试验，以快速测试各种标准和新药以及放射治疗。因为我们可以非常准确地控制实验的条件，我们应该能够研究哪种治疗最适合该特定患者，这种方法称为个性化或精准医学。但是片上癌症实验也可以让我们研究肿瘤中蛋白质的变化，包括翻译后修饰。

这很重要，因为这意味着我们可以通过识别早期发生的修改来找到发现癌症的新方法。这将使我们能够更快地诊断出疾病，使我们有更好的机会成功治疗它。确定具体的修改也可以帮助我们了解肿瘤的生物学以及导致或驱动癌症的机制。

我们目前正在使用这些癌症芯片模型来研究新的疾病机制和治疗方法，并且在未来几年内我们希望将它们用于真实患者的临床试验中。在这一点上，我们希望蛋白质服装不仅可以告诉我们物种的生物复杂性，还可以告诉我们每个人内部存在的复杂条件。