2021年,西湖大学的曹龙兴团队把研究重点转移到了“动态调控”领域,他们给蛋白质设计了一个“接收器”,能让蛋白质像“分子开关”一样对光和化学小分子信号做出反应。这种智能蛋白质在自然界很少见,以前的人工改造系统也因为形态单一或存在毒性而很难应用。曹龙兴团队找了个安全的口服抗病毒药物金刚烷胺来当“调控信号”,还研发了一套全新的蛋白质计算工具包。他们利用西湖大学的超算平台进行了大量筛选,最终成功设计出了性能优异的dAIT17蛋白质。 这个系统能在金刚烷胺的指挥下精准地聚合成三聚体,就像遥控器能让玩具车组队一样。研究团队还把这个系统升级成了更灵敏的dAIT17s版本,并且开发出了可以同时控制两种或三种蛋白质合作的异源多聚体系统。这让研究者能按需指挥不同的蛋白质携手工作,大大提高了工具的复杂度。在细胞实验中,dAIT17s能作为高效的“基因开关”,精准启动或关闭特定基因的表达,还能引导蛋白质在细胞内的定位和运输。 更让人惊喜的是,解明岐研究员团队在小鼠体内验证了这个系统的安全性和有效性。他们给小鼠注射携带系统的遗传物质后,只需口服金刚烷胺就能远程激活目标基因,而且没有副作用。这为未来可能的体内应用打下了坚实基础。 这项研究不仅是技术上的突破,更是一种“编程生命”能力的提升。它提供了一种安全灵活且强大的核心工具,有望为下一代基因治疗、智能免疫疗法和可编程疫苗等领域服务。从理解生命到设计生命,中国科学家正一步步走向更深邃的探索之境。