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Cell | 万物可控:机器学习如何解锁蛋白质“开关”,开启活体按需功能调控新时代?

生物探索  · 公众号  · 生物  · 2025-06-01 15:30
    

主要观点总结

本文介绍了CAGE-Proxvivo策略,这是一种在活体小鼠体内实现蛋白质功能和蛋白质-蛋白质相互作用按需精准化学调控的技术。通过机器学习辅助,研究团队成功将非天然氨基酸遗传编码到蛋白质中,实现了蛋白质的精准激活和脱笼。该技术具有普适性、活体兼容性和精准调控的优势,在生物医学领域具有广泛的应用前景,包括新型前药设计、精准免疫疗法和其他疾病治疗。这项创新成果为我们探索生命奥秘和攻克人类疾病带来了新的希望。

关键观点总结

关键观点1: CAGE-Proxvivo策略简介

CAGE-Proxvivo是一种在活体环境中实现蛋白质精准调控的技术。通过特定的化学小分子,可以在特定时间和空间内激活或抑制蛋白质的功能。

关键观点2: 机器学习在CAGE-Proxvivo策略中的应用

研究团队首次将蛋白质语言模型与结构建模相结合,利用机器学习技术加速非天然氨基酸遗传编码体系的开发效率。这为进一步拓展CAGE-Proxvivo的应用范围奠定了基础。

关键观点3: CAGE-Proxvivo策略的优势

CAGE-Proxvivo策略具有普适性、活体兼容性和精准调控的优势。它不仅可以应用于酶、受体和抗体等不同类型的蛋白质,还可以通过化学小分子克服传统光控技术的组织穿透深度限制,实现深层组织和器官的蛋白质调控。

关键观点4: CAGE-Proxvivo策略在生物医学领域的应用前景

CAGE-Proxvivo策略在生物医学领域具有广泛的应用前景,包括新型前药设计、精准免疫疗法和其他疾病治疗。它为基础生物学研究提供了强大的工具,并有望为攻克人类疾病带来新的希望。


文章预览

引言 想象一下,如果生命中的每一个蛋白质(protein)都能像电视开关一样,被你精准地开启或关闭,那将是怎样一番景象?作为生命机器的精密部件,蛋白质的功能是所有生物活动的基石。然而,长期以来,研究人员面临着一个巨大的挑战: 如何在复杂的活体(in vivo)环境中,以前所未有的精度对特定蛋白质进行按需(on-demand)调控?传统的光控(photo-control)方法往往受限于光线穿透深度,难以触及深层组织;而复杂的基因工程(genetic engineering)手段又可能改变蛋白质的天然功能,甚至引发意想不到的副作用。 难道,精准“遥控”生命仅仅是一个遥远的梦想? 好消息来了!5月27日 《Cell》 上发表了一项里程碑式的研究“ Machine-learning-assisted universal protein activation in living mice ”,为我们带来了梦想中的“生命遥控器”—— CAGE-Proxvivo 策略 。这 ………………………………

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