蛋白質設計算法可實現精準靶向細胞表面抗原

2020-12-26 科學網

蛋白質設計算法可實現精準靶向細胞表面抗原

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/8/21 16:14:22

美國華盛頓大學David Baker小組在研究中取得進展。他們的論文通過設計蛋白質合成可實現精確靶向細胞表面抗原。該研究於2020年8月20日發表於國際學術期刊《科學》。

研究人員設計了執行「與」、「或」和「非」布爾邏輯運算的共定位依賴蛋白轉換器（Co-LOCKR）。 僅當滿足所有條件時，這些轉換器才會通過構象變化激活，從而在複雜細胞群體中以單細胞解析度快速生成轉錄非依賴的反應。研究人員利用AND門實現了T細胞對表達兩種表面抗原腫瘤細胞的特異性，同時避免脫靶識別單抗原細胞；添加NOT或OR程序的3輸入轉換器以避免或包括表達第三種抗原的細胞。

因此，從頭設計蛋白質可以對細胞表面抗原進行運算以實現將多個不同的結合互作整合到單個輸出中。

據介紹，細胞的精準靶向具有一定挑戰性，這是因為大多數哺乳動物細胞缺乏將它們與其他細胞區分開的單一細胞表面標記。一種解決該難題的方法是基於存在其表面蛋白質的特定組合來靶向細胞。

附：英文原文

Title: Designed protein logic to target cells with precise combinations of surface antigens

Author: Marc J. Lajoie, Scott E. Boyken, Alexander I. Salter, Jilliane Bruffey, Anusha Rajan, Robert A. Langan, Audrey Olshefsky, Vishaka Muhunthan, Matthew J. Bick, Mesfin Gewe, Alfredo Quijano-Rubio, JayLee Johnson, Garreck Lenz, Alisha Nguyen, Suzie Pun, Colin E. Correnti, Stanley R. Riddell, David Baker

Issue&Volume: 2020/08/20

Abstract: Abstract Precise cell targeting is challenging because most mammalian cell types lack a single surface marker that distinguishes them from other cells. A solution would be to target cells based on specific combinations of proteins present on their surfaces. We design colocalization-dependent protein switches (Co-LOCKR) that perform AND, OR, and NOT Boolean logic operations. These switches activate through a conformational change only when all conditions are met, generating rapid, transcription-independent responses at single-cell resolution within complex cell populations. We implement AND gates to redirect T cell specificity against tumor cells expressing two surface antigens while avoiding off-target recognition of single-antigen cells, and 3-input switches that add NOT or OR logic to avoid or include cells expressing a third antigen. Thus, de novo designed proteins can perform computations on the surface of cells, integrating multiple distinct binding interactions into a single output.

DOI: 10.1126/science.aba6527

Source: https://science.sciencemag.org/content/early/2020/08/19/science.aba6527

Science：《科學》，創刊於1880年。隸屬於美國科學促進會，最新IF：41.037

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