Исследовательская группа под руководством японских ученых из Университета Нагоя представила подход, быстро выделяющий синтетические белки, которые специфически связываются с важными целями, например, компонентами нового коронавируса (SARS-CoV-2). Свой метод группа представила в журнале Science Advances. Он может лечь в основу разработки новых тестов и поиска лекарств.
«Мы разработали лабораторный метод для быстрого отбора синтетических белков, которые прочно связываются с SARS-CoV-2», – рассказывает биомолекулярный инженер Университета Нагоя Хироши Мураками. «Синтетические белки с высоким родством могут быть использованы для разработки чувствительных тестов на антиген SARS-CoV-2 и для будущего использования в качестве нейтрализующих антител у пациентов с инфекцией».
Мураками и его коллеги ранее разработали лабораторный тест отбора белков под названием TRAP display, что означает «транскрипция-трансляция в сочетании с ассоциацией пуромицинового линкера». Их подход пропускает два трудоемких шага в другом широко используемом методе поиска в библиотеках синтетических белков. Но их исследования показали, что существует проблема с линкером пуромицина.
Теперь команда улучшила технику, изменив линкер пуромицина. В конечном итоге они смогли использовать свой TRAP display для идентификации девяти синтетических белков, которые связываются с шиповым белком на внешней мембране SARS-CoV-2. Поиск занял всего четыре дня по сравнению с неделями, которые потребовались бы при использовании текущей технологии.
TRAP display включает использование большого количества шаблонов ДНК, которые кодируют и синтезируют триллионы белков, несущих случайные пептидные последовательности. Синтетические белки связываются с ДНК с помощью модифицированного пуромицинового линкера, а затем подвергаются воздействию целевого белка. Когда весь образец промывается, остаются только синтетические белки, которые связываются с мишенью. Затем они помещаются обратно в TRAP display для дальнейших циклов, пока не останется только небольшое количество очень специфичных синтетических белков, связывающихся с мишенью.
Исследователи проверили девять синтетических белков, которые, как было установлено, связываются с SARS-CoV-2. Некоторые из них удалось выявить SARS-CoV-2 в мазках из носа пациентов с COVID-19, что указывает на то, что их можно использовать в тестовых наборах. Один также прикрепляется к вирусу, чтобы предотвратить его связывание с рецепторами, которые он использует для доступа к клеткам человека. Это говорит о том, что этот белок можно использовать в качестве основы при разработке лекарства.
«Наш высокоскоростной улучшенный TRAP display может быть полезен для быстрого реагирования на подвиды SARS-CoV-2 и другие потенциальные вирусы, опасные распространением пандемии в будущем», – отмечает Мураками.