Создан метод активации белков в нужный момент

Теперь активировать нужные белки в живом организме стало проще — ученые из Пекина разработали способ делать это точно по команде и без вреда для тканей. Машинное обучение и химия объединились, чтобы помочь науке заглянуть внутрь клеток.
Владимир Барышев
Автор Наука Mail
Молекула
Машинное обучение помогает создавать новые молекулы и управлять их функциями с высокой точностьюИсточник: Unsplash

27 мая 2025 года в журнале Cell была опубликована работа исследователей из Пекинского университета под руководством профессоров Чэнь Пэна и Ван Чу. В ней представлена новая стратегия CAGE-Proxvivo — метод управления активацией белков и их взаимодействием внутри живых животных, прежде всего мышей.

Эта система позволяет с высокой точностью и по требованию включать белки, а также контролировать взаимодействия между ними, включая те, что участвуют в иммунных реакциях. Такая точечная активация важна как для фундаментальных биологических исследований, так и для создания новых терапевтических подходов.

Технология CAGE-Proxvivo
Технология CAGE-Proxvivo: транс-циклооктен-каркасированный тирозин (TCOY) сайт-специфично встраивается в белок посредством расширения генетического кода с помощью машинного обучения, временно маскируя активность белка. Затем белок реактивируется посредством биоортогональной декагации, опосредованной реакцией IEDDA, ​​в его каталитическом кармане in vivo у мышейИсточник: Cell

Ранее команда уже разработала метод CAGE-Prox, основанный на так называемой биоортогональной химии, то есть химических реакциях, не мешающих обычным процессам в клетке. Однако тот подход требовал УФ-света, который плохо проникает сквозь ткани, а значит, был ограничен в применении in vivo, то есть в живом организме.

В новой версии, CAGE-Proxvivo, применяется машинное обучение для создания искусственной тРНК-синтетазы — фермента, который внедряет специальную заблокированную аминокислоту в белок. Это временно выключает его функцию. А включение происходит с помощью введения малой молекулы, запускающей точную химическую реакцию в нужный момент и месте.

ВклВыкл
Метод CAGE-Proxvivo позволяет включать белки в нужный момент прямо в живом организмеИсточник: Unsplash

Кроме того, с помощью этой системы можно управлять взаимодействием между белками. Например, исследователи продемонстрировали химически управляемую активацию Т-клеток, участвующих в борьбе с опухолями. Это дало мощный иммунный отклик, открывая новые перспективы для иммунотерапии.

Так же, как ученые учатся точно включать белки по требованию в живых организмах, биологи раскрывают молекулярные механизмы, которые управляют асимметричным делением клеток. Об этом и многом другом вы можете узнать в одной из последних статей, где подробно объясняется роль белка-анилина в контроле клеточного деления.