科研团队成功将普通酵母改造成微小发光药物工厂,在创纪录时间内完成数十亿种肽类化合物的制备与测试。这项绿色突破技术有望加速开发更安全、更精准的药物,重塑制药业未来。
大环多肽是极具前景的药物,因其兼具精准靶向性、稳定性和安全性,与传统药物相比副作用更少。然而,发现和测试这类多肽的传统方法通常复杂难控、耗时冗长且不环保。
为突破这些局限,研究人员改造了普通酿酒酵母细胞,使其能分别生产不同的大环多肽。每个酵母细胞如同微型工厂,在产生化合物时会发光,让科学家能快速识别有潜力的多肽。借助先进的荧光技术,团队仅用数小时就筛选了数十亿个此类微工厂,该过程比现有方法显著更快速、更环保。
论文第一作者、威尼斯卡福斯卡里大学分子科学与纳米系统系博士后研究员Sara Linciano解释道:"我们改造酵母细胞,使每个细胞成为'微工厂',在生产特定化合物时发出荧光。这使我们能快速高效地分析一亿种不同多肽。"
研究共同负责人Ylenia Mazzocato强调该方法的可持续性:"通过利用酵母的天然机制,我们生产的肽分子具有生物相容性与可生物降解性,确保其对健康和环境安全,是真正的'绿色制药'路径。"
团队还阐明了这些多肽精准结合靶点的机制。参与结构分析的Zhanna Romanyuk表示:"通过X射线晶体学,我们证明了这些多肽卓越的结合特性,确认了其精准性与效力。"
该新方法为药物研发带来重大突破,尤其针对传统药物难以应对的复杂靶点。研究协调人、副教授Alessandro Angelini强调:"我们正在突破技术边界,研发能将先进疗法精准递送至特定细胞的大环多肽,这或将彻底变革治疗方案,显著改善患者健康并产生重大科学经济影响。"
本研究隶属于欧盟"下一代EU计划"支持的意大利国家复苏与韧性计划(PNRR),由威尼斯卡福斯卡里大学、京都工艺纤维大学(KIT)、中国科学院、帕多瓦大学及瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的多学科团队共同完成,涵盖化学、生物物理、生物化学及计算科学领域的专家。
该技术部分成果已由卡福斯卡里大学申请专利,近期被初创企业Arzanya S.r.l.收购。Angelini总结道:"技术获得国际认可令我倍感自豪,希望Arzanya S.r.l.能为意大利杰出青年研究者提供在本土追求科研热忱的机会,无需远赴海外。"