【Nature子刊】受达尔文进化论启发，创造药物开发新技术！

身体必须不断地保护自己不受细菌和病毒的侵害。它会产生数百万种不同的抗体，这些抗体被选择来识别敌人，并触发可能的最佳免疫反应。科学家们利用这些抗体进行治疗，以靶蛋白并破坏它们的有害影响。然而，识别将形成药物基础的小分子是一个漫长而乏味的过程。

瑞士日内瓦大学(UNIGE)的化学家们开发了一种受达尔文进化论启发的技术:放大最佳组合并产生多样性，从而使生物学找到解决新问题的方法。他们创造了一种新的方法，通过使用DNA配对过程进行程序化组装，快速生成数百万个小分子组合，在两周内找到对抗靶蛋白的最佳可能组合。这些结果发表在《Nature Chemistry》杂志上，题为“A mating mechanism to generate diversity for the Darwinian selection of DNA-encoded synthetic molecules”，将为药物开发开辟一个新的、未开发的空间。

药物的工作原理是基于对与疾病有关的靶蛋白的分子识别，然后解除其武装。为了做到这一点，科学家们使用高通量筛选来确定哪些分子可以成为药物，特异性地靶向感兴趣的蛋白质。在过去的十年里，由于DNA很容易解码，通过用DNA标记编码小分子，简化了识别，这项技术得到了改进。

从达尔文进化论的力量中汲取灵感

寻找有效的组合

该研究的通讯作者、UNIGE科学系有机化学系教授Nicolas Winssinger解释说：“生物学总是能为问题找到解决方案。自然进化的原则包括放大最佳的个体，同时产生多样性，以在不断变化的条件中适应和生存。这就是我们为小分子所设置的。”事实上，科学家们已经开发出一种技术，通过它们的DNA创造出1亿多个分子组合，从而产生多样性，然后从中选择最适合某个特定蛋白质的分子。

Nicolas Winssinger解释说：“我们受到了识别靶蛋白的抗体特性的启发，并试图以更简单的分子形式模拟它们，允许它们在DNA序列的指导下，以不同的组合方式组合。然后对这些组合进行选择和多次扩增，以找到与靶蛋白可能的最佳匹配，所有这些都需要一到两周的时间，而传统的高通量筛选则需要数月甚至一年。”

一种经过验证的、易于复制且价廉的技术

为了验证该方法的有效性，日内瓦小组将重点放在PD-L1蛋白上，该蛋白会通过转移免疫系统来保护癌细胞。Nicolas Winssinger说：“多亏了我们的方法，我们迅速确定了一种专门针对PD-L1的装配体，证实了它的有效工作。”

这种技术在世界上任何实验室都很容易复制，成本仅为几千法郎，而高通量筛选则需要数百万法郎。日内瓦的研究人员总结道：“通过利用达尔文强调的进化力量，我们现在可以改进我们的分子组合，并为尚未开发的可能组合开辟一个新的空间，以便创造新的、更有效的药物。”（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://phys.org/news/2021-12-drugs-darwinian-theory.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。