昆士兰科技大学的研究人员开发了一种基于蛋白质设计分子开关的新方法，该方法可用于多种生物技术，生物医学和生物工程应用。
研究小组证明，这种新方法使他们能够设计和构建更快、更准确的诊断测试，用于检测疾病、监测水质和检测环境污染物。
CSIRO-QUT合成生物学联盟的首席科学家、ARC合成生物学卓越中心的研究员、QUT生物与环境科学学院的Kirill Alexandrov教授说，发表在《自然纳米技术》上的这项新技术表明，蛋白质开关可以以一种可预测的方式进行设计。
亚历山德罗夫教授说，目前可用的“即时护理”诊断测试，如血糖、妊娠和COVID检测试剂盒，使用蛋白质传感系统来检测糖、妊娠激素和COVID蛋白的存在。
亚历山德罗夫教授说:“然而，这些只是以患者为中心的医疗模式所需的一小部分。”
“然而，开发新的传感系统是一个具有挑战性和耗时的试错过程。”
“新的'蛋白质纳米开关'方法可以通过减少时间和提高成功率来大大加快类似诊断的发展。它利用经过修饰的蛋白质，像开关一样对特定目标做出反应。”
“我们的方法的优势在于系统是模块化的，类似于用乐高积木建造，所以你可以很容易地更换零件来瞄准其他东西，例如另一种药物或医学生物标志物。”
亚历山德罗夫教授说，这种方法提供了建立许多不同的诊断和分析测试的可能性，具有广泛的应用前景，包括对人类和动物健康的诊断、水质污染的测试工具，以及检测样品中的稀土金属以指导采矿工作。
多学科研究团队包括来自昆士兰科技大学和ARC合成生物学卓越中心的科学家，包括首席研究员Kirill Alexandrov教授，Zhong Guo博士，Cagla Ergun Ayva, Patricia Walden和兼任教授Claudia Vickers。
昆士兰科技大学的团队与来自纽约克拉克森大学的领先电化学家Evgeny Katz和Oleh Smutok以及来自昆士兰卫生部的化学病理学家Jacobus Ungerer博士合作。
为了展示这项技术，该团队专注于一种有毒的癌症化疗药物，需要不断测量以确保患者的福利。
亚历山德罗夫教授说:“太少的药物不会杀死癌症，但太多的药物可能会杀死病人。”
该团队为这种药物设计的传感器使用颜色变化来识别和量化药物。
亚历山德罗夫教授说，下一步是在昆士兰卫生实验室对传感器进行测试，以批准在临床环境中使用。
亚历山德罗夫教授说:“这真的很令人兴奋，因为这是人工设计的蛋白质生物传感器第一次真正适用于现实生活中的诊断应用。”
昂格尔博士说，研究小组开发的蛋白质工程技术提供了一种进行实验室测试的新方法。
“这有可能改善和扩大实验室测试，这将带来巨大的健康和经济效益，”昂格尔博士说。
郭博士说，这些进步是由一个国际跨学科团队和优秀的团队合作实现的。
亚历山德罗夫教授说，下一步是采用这种方法并将其标准化和规模化，然后开始构建更复杂的子系统。他说，这项工作未来有两个方向。
“一个是开发计算机模型，使我们能够更快、更精确地设计和制造开关，”他说。
“另一个是通过为不同的诊断应用构建许多开关来展示该技术的规模和潜力。”
亚历山德罗夫教授说，该团队目前正在修改现有的蛋白质，但在未来，他们可以使用相同的原理来开发不存在的组件，并且可以从头开始设计。
他说:“这项新技术为科学家提供了前所未有的基于蛋白质的传感系统的控制。”
文章“上位性YES和蛋白质逻辑门的发展及其组装成信号级联”发表在《自然纳米技术》上。
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