加州大学圣地亚哥分校的生物工程师们开发了一种新的简单方法，通过将日常细菌转化为活体试管，快速检查人类基因变化并筛选化学物质作为潜在药物。
人体细胞携带数千个基因，这些基因中的微小变化可能导致严重疾病。通常，科学家通过在试管或人体细胞中测试蛋白质来研究这些变化。但这些方法可能缓慢、昂贵且有时难以实施。
因此，加州大学圣地亚哥分校的研究人员好奇简单的、快速生长的微生物是否可以替代这些方法。这项工作由Shu Chien-Gene Lay生物工程系的Y.C. Fung杰出教授Bernhard Palsson和Palsson实验室的博士后研究员Donghui Choe领导。
为了进行研究，该团队开创了一种名为LEICA（活体大肠杆菌测定）的技术，其中大肠杆菌的一个关键酶被替换为其人类对应物。大肠杆菌是一种常见于人体肠道并在研究中广泛使用的细菌。由于经过改造的细菌必须依赖这种替换的人类酶才能生长，其生长速率成为衡量人类酶功能的直接指标。如果酶正常，细菌会快速生长；如果酶携带致病突变，细菌则生长缓慢或根本不生长。
测试疾病相关突变
使用这种方法，该团队测试了许多已知会导致或不会导致疾病的突变。例如，他们研究了与遗传性疾病（如贫血和精氨琥珀酸尿症）相关的酶的变化。携带无害突变的细菌几乎以正常速率生长。而携带致病突变的细菌则生长得非常缓慢。该团队发现，生长速率与传统生化测试结果相符，表明这种简单的细菌系统确实反映了人类酶的性能。
为了进一步推进LEICA技术，研究人员还希望测试该技术发现新药物先导化合物的能力。他们将细菌暴露于数百种小分子中，每次一种，在小培养管中观察细菌的生长情况。他们轻松地检测到了已知有助于或抑制酶活性的药物。他们还发现了几种仅在存在人类酶时显著减缓生长的新化合物。据研究人员称，这些新发现的化合物可能成为未来药物的起点，并将在下一步研究中进行调查。
Choe表示：“通过将细菌转化为简单快速的测试系统，我们可以迅速检查人类基因变化是否有害，并筛选数千种化学物质以寻找潜在药物。这可以加速对遗传性疾病的研究，并使发现新治疗方法变得更便宜和简单——所有这些都是通过使用卑微的微生物作为活体试管实现的。”
(全文结束)
