研究人员发现,啤酒酵母是一种“绿色技术突破”的关键成分,可用于制造新型药物。
这项由意大利威尼斯Ca' Foscari大学科学家与来自日本、中国、瑞士和意大利的研究人员合作完成的发现,使得快速分析现代医学中使用的环肽成为可能。
这项研究发表在《自然通讯》杂志上,利用酿酒酵母将这些微生物转化为“微型荧光工厂”,每个工厂都能生成具有潜在治疗用途的独特肽。
科学家表示,环肽是一类极具前景的药物,因为它们结合了精准靶向、稳定性以及安全性,相较于传统药物副作用更少。
此外,研究指出,传统的环肽发现和测试方法往往复杂、难以控制、速度慢且对环境不友好,而使用啤酒酵母的方法则是一项颠覆性的改变。
该研究的主要作者、Ca' Foscari分子科学与纳米系统系博士后研究员萨拉·林西亚诺(Sara Linciano)表示:“我们改造了酵母细胞,使每个细胞都成为一个‘微型工厂’,当生成特定化合物时会发出荧光。这使我们能够快速有效地分析一亿种不同的肽。”
共同领导该研究的伊莱尼娅·马佐卡托(Ylenia Mazzocato)指出了这种方法在可持续性方面的优势。
马佐卡托解释道:“通过利用酵母的天然机制,我们生产的肽分子不仅具有生物相容性,还能被生物降解,因此对健康和环境都是安全的,这是一种真正的‘绿色制药’方法。”
参与结构分析的詹娜·罗曼纽克(Zhanna Romanyuk)还提到使用酵母的精确性。
罗曼纽克指出:“通过X射线晶体学,我们证明了这些肽具有优异的结合特性,证实了其精准性和效力。”
根据研究,这种新方法为药物开发提供了“重大进步,特别是针对传统药物难以应对的挑战性目标”。
副教授兼研究协调员亚历山德罗·安杰里尼(Alessandro Angelini)补充道:“我们正在推动这项技术的边界,以创造能够将先进疗法直接递送到特定细胞的环肽,这可能会彻底改变治疗方法。这将极大地改善患者健康,并产生显著的科学和经济影响。”
这项工作是意大利国家复苏与韧性计划(PNRR)的一部分,受到欧盟“下一代欧盟”倡议的支持,涉及来自威尼斯Ca' Foscari大学、京都工艺纤维大学(Kyoto Institute of Technology, KIT)、中国科学院、帕多瓦大学(University of Padova)和洛桑联邦理工学院(École Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL)的跨学科团队,包括化学、生物物理学、生物化学和计算科学领域的专家。
部分新技术已被Ca' Foscari大学申请专利,并被初创公司Arzanya S.r.l收购,显示出其在现代医学中的价值和潜力。
去年,科学家们还发现了啤酒酵母的惊人能力,它不仅可以帮助回收电子废料,还能通过去除铅来净化水源。
啤酒酵母来源于啤酒酿造过程中的发酵环节,由于越来越多地被用于纯素食食品中,其需求量持续增长。随着酵母用途的增加,其价格也可能上涨。
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