一个由巴塞罗那基因组调控中心与剑桥大学科学家组成的研究团队,首次实现了在活体动物不同组织中精准调控蛋白质水平的技术。该技术允许在动物整个生命周期内对特定蛋白质含量进行精确调节,为研究衰老及疾病机制提供了新工具。研究成果已发表于《自然通讯》期刊。
该团队在模式生物秀丽隐杆线虫的肠道与神经元中,成功测试了这项名为“双通道”生长素诱导降解系统的蛋白质调控技术。该方法是在现有AID系统基础上的重要改进,通过结合两种由不同生长素化合物触发的TIR1酶变体,实现了在独立组织中同时、可调地控制同一种或不同蛋白质的水平。
研究资深作者、基因组调控中心尼古拉斯·斯特劳斯特鲁普博士解释:“要弄清生物学中的细微差别,有时你需要某种蛋白质浓度减半,有时需要四分之一,但我们迄今为止所掌握的技术都侧重于消除某种蛋白质。我们想要能够像调节电视音量一样控制蛋白质,现在我们可以提出各种各样的新问题了。”
该蛋白质调控技术通过在目标蛋白上添加特定降解标签,并让动物摄入含有生长素的食物来激活降解过程。研究人员通过基因改造,使TIR1酶仅在特定组织中表达,从而实现组织特异性的蛋白质水平调节。此外,团队还克服了原有系统在生殖组织中失效的难题,使该工具能在全身范围(包括生殖细胞)内发挥作用。
研究共同作者、基因组调控中心博士后研究员杰里米·维森西奥博士表示:“实现这一目标是一项相当大的工程挑战。我们必须测试不同的合成开关组合,才能找到互不干扰的完美组合。现在我们已经攻克了难题,可以同时以惊人的精度控制两种不同的蛋白质。这是一个强大的工具,我们希望它能为世界各地的生物学家开辟新的可能性。”
斯特劳斯特鲁普博士指出,这项蛋白质调控技术对于研究衰老等涉及多组织相互作用的系统性过程尤为重要,它使得科学家能够探索特定蛋白质在不同组织中对寿命及功能的差异化影响,以及分子水平的细微变化如何随时间在全身传递。这项技术有望推动一系列现有方法难以实现的新实验,深化对生命过程分子机制的理解。
更多信息: 发表于:Nature Communications (2025)。期刊信息: 《自然通讯》















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