本報北京5月28日電（記者晉浩天 通訊員龐卓婉）北京大學化學與分子工程學院、北大-清華生命科學聯(lián)合中心陳鵬教授課題組與王初教授課題組通過持續(xù)深入合作，研發(fā)出融合“機器學習與生物正交剪切反應”的蛋白質活體激活技術，實現(xiàn)了“鄰近脫籠”策略從活細胞向活體動物的突破。相關成果日前以《機器學習助力的蛋白質活體激活通用策略》為題在線發(fā)表于國際學術期刊《細胞》。
“生物正交反應，是指可以在生物體內發(fā)生，但又和正常生物過程互不干擾的化學反應。這類反應的發(fā)展，不僅拓寬了傳統(tǒng)有機化學反應的生物學應用邊界，也將合成化學的邏輯引入生命系統(tǒng)研究，革新了生命過程的分子解析與精準調控方式，為揭示復雜生理、病理機制提供了全新視角。”陳鵬表示，以“點擊化學”為代表的生物正交反應，有效解決了復雜生命體系中的原位標記與富集等關鍵科學難題，“但這一化學反應模式仍存在局限，難以實現(xiàn)對生物大分子功能的調控和解析”。
陳鵬介紹，該研究通過機器學習與生物正交剪切反應融合驅動，獲得了一種創(chuàng)新的蛋白質原位激活平臺技術，能夠在活體動物中瞬時激活目標蛋白質的功能，并精確調節(jié)蛋白—蛋白相互作用。這一新技術還可以實現(xiàn)細胞表型的精準調控，誘導腫瘤細胞發(fā)生焦亡，增強抗腫瘤免疫響應。“可以說，這項新技術推動生物正交剪切反應邁入‘任意蛋白+活體應用’新時代，標志著活體化學反應發(fā)展的重要突破，不僅為動態(tài)生物學過程的原位研究提供了強大工具，也為按需式精準治療開辟了新途徑。”
陳鵬告訴記者，該研究進一步展示了機器學習與結構建模方法結合策略在酶底物譜拓展中的有效性和普適性，有望為各種蛋白質機器裝上“控制開關”，在活體動物中按需啟動蛋白質功能，增強抗腫瘤免疫響應，進而推動疾病機制研究和靶向治療策略的發(fā)展。
