日本公益財團法人川崎市產業振興財團奈米醫療創新中心（iCONM）的上野真吾副主幹研究員等人組成的研究團隊宣佈，開發出了一種無需使用細胞，可高精度篩選藥物靶點肽段的技術——「PL-Display法」。通過將候選肽段及其編碼DNA固定於磁珠表面，即可實現高精度篩選。該技術有望在藥物研發、診斷、生物材料開發等領域得到應用。相關研究成果已發表在期刊《PNAS Nexus》的2月13日刊上。
圖1 研究概要圖（供圖：iCONM）
找到能夠僅與特定對象精準結合的蛋白質或肽段的技術，對於藥物研發與疾病病理闡明具有重要意義。迄今為止，為尋找可結合的蛋白質，科研人員已開發出多種「展示技術」。此類技術是將蛋白質或肽段與其編碼DNA或RNA進行物理連接，進而確定經篩選的蛋白質對應的基因序列的方法，其代表性案例為2018年諾貝爾化學獎獲獎技術——噬菌體展示法。
此次，研究團隊開發出一種將無細胞合成的蛋白質固定於磁性微珠表面的新方法。該方法利用了具備肽段間連接功能的酶「肽連接酶」的特性。通過由9個氨基酸構成的片段，將肽段及作為其設計圖的DNA固定，在單顆磁珠上實現1種肽段與其對應編碼DNA的對應展示，並通過螢光激活細胞分選（FACS），依據數值尋找具備目標性質的蛋白質。
這種方法無細胞蛋白質合成，無需使用活細胞，在試管中即可完成蛋白質合成，因此無需進行細胞培養，能夠更加自由且高效地尋找目標蛋白質。
此外，與傳統方法相比其效率高出10倍以上，並且在高溫、高鹽條件下也能夠進行篩選。
即便是一萬個肽段中僅存一份的肽段，也可通過單次篩選成功檢出。研究還證實，該技術可從約170萬種隨機肽段文庫中高效檢出目標肽段。
該技術有望在多個領域實現廣泛應用，包括治療與診斷用肽段及低分子抗體的篩選、非生理環境下使用的工業用蛋白質開發，以及運用磁珠平台、通過自動化與機器人技術實現的高速篩選等。
上野副主幹研究員表示：「我們以開發不依賴匠人技巧與運氣、簡便、可靠、安心的技術為目標，設計了這套基於磁珠的定量篩選體系。目前，我們正以PL-Display技術為基礎，推進其在低分子抗體篩選、生化分析篩選領域的應用拓展。我認為這套磁珠平台還可拓展至分子篩選以外的更多領域，若各位對此感興趣，歡迎隨時與我們聯繫。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：PNAS Nexus
論文：Peptide ligase–mediated display: A cell-free platform for tunable selection of affinity peptides
DOI：doi.org/10.1093/pnasnexus/pgag031
