G蛋白偶联受体是人体最重要的信号转导枢纽之一。作为分布于全身各大组织的"信号接收器"，GPCR通过七条跨膜螺旋结构调控着感觉、情绪、心血管、代谢等几乎所有关键的生命过程。然而——当GPCR发生功能障碍时——往往导致诸多难以治疗的疾病。传统药物设计主要通过占据受体的正构口袋来影响其功能，这种方式在应对某些GPCR有关疾病时存在明显局限。 为了突破该瓶颈，浙江大学医学院张岩团队与计算机学院章敏团队开展了深度交叉合作。研究团队创新性地提出了"外骨骼式"受体调控思路，设计出了GPCR外骨架调控模块。与传统药物作用机制不同，这种模块直接作用于GPCR的跨膜域，通过改变受体的构象状态，实现对其信号输出方式的精细调节。更继续，研究人员将人工智能设计的调控模块与GPCR本体进行融合，使经典的"七次跨膜螺旋"结构扩展为九次甚至十三次，从而对下游信号通路进行精准调控。 这项研究的完成凝聚了多学科交叉创新的力量。论文第一作者程诗卓是浙江大学"医药+X"多学科交叉培养的博士研究生，具有计算机背景。为了适应交叉研究的需要，他每周需要分别参加医学组、计算机组和交叉组的三次组会，既要学习医学知识、夯实计算机技能，又要与导师们进行持续的头脑风暴，将生物遗传密码转化为具有逻辑规律的计算机语言。这种多维度的学科融合为研究的突破提供了重要支撑。 研究团队的发现超出了预期。这套体系赋予蛋白设计的可控能力远超初期估计，展现了计算设计在膜蛋白功能重构中的巨大潜力。浙江大学医学院副院长张岩表示，团队希望通过这种创新方式，为部分帕金森样综合征等长期缺乏有效干预手段的GPCR功能障碍疾病提供新的治疗思路，推动相关疾病的临床转化应用。
生命科学正从"发现靶点"迈向"重塑靶点"的工程化阶段。通过跨学科方法对膜蛋白进行定向重构，不仅深化了我们对生命信号网络的理解，也为精准干预开辟了新路径。随着方法体系的完善和验证链条的延伸，这类探索将在基础研究与疾病治疗间架起更坚实的桥梁。