2007年生物学新工具，小荷已露尖尖角

　　

生物通报道：去年1月，Jeffrey M. Perkel所关注的2005年发展的三种新技术将很快以试剂盒身份面世。虽然还都没有被商业化，但是又有几种将加入它们的行列。

先来看一种维持蛋白稳定的可被药物诱导的系统。斯坦福大学研究人员Tom Wandless发现，蛋白水平（对应的是核酸水平）的调节系统稀缺，他希望“发明一种生物学新工具”。

Wandless系统的核心是一种叫做FKBP12的蛋白。这种蛋白会很快降解，除非将它们绑定在一种被称为Shield-1的小分子配体上。“通过这种新技术，研究人员能够利用小分子调节任何感兴趣的蛋白的表达水平，” Wandless说，“我们直接以蛋白（非前体DNA或者RNA）为靶标，所以这种方法可能比控制转录开关（transcriptional switches）或者RNAi还要快。它也是剂量依赖性的，意味着这种系统是可调的。”

Wandless透露他们已经将26种不同的蛋白融合入这种所谓的不稳定的领域中，“并且我们是26对26”诱导它们降解。现在他已经将此系统应用在活体生物上。“我们希望它能在体内工作，并且能够随时检测。”Wandless说斯坦福技术转让办公室正就此系统的商业化，同几家公司进行谈判。

瑞士洛桑技术研究所Didier Trono 和Patrick Aebischer也发明出一种可受药物诱导的基因表达（drug-inducible gene-expression ）系统。然而，Wandless的方法是依赖蛋白的稳定性，Trono 和Aebischer的系统是基于染色质修饰。“它基本上是一种药物操作系统，通过表观遗传学控制任何启动子，” Trono说。

这种系统利用一种携带一系列四环素抑制物结合位点（repressor-binding sites）的慢病毒载体（lentiviral vector）、一种转基因（transgene）和一种被称作TRKRAB的调节蛋白，将四环素抑制剂融合在Kruppel相关盒(Kruppel—associated box)中。TRKRAB能够将组蛋白乙酰转移酶（histone deacetylases）和甲基化酶招募到DNA，并将其转变为2－3kb的异染色质。研究小组建立了两种突变，一个作用于四环素出现的情况，一个作用于四环素不出现的情况。

Trono说这种系统能够从聚合酶II 或者III启动子阻断转录，无论是培养基中的细胞、干细胞还是体内情况下。这种系统能够实现受药物控制的RNA干扰，并且与标准tet-based调节系统不同，不需要修饰启动子，“所以更灵活”。 Trono还没有将其系统商业化，他已经将试剂送给几百位同行，研究人员也可以从Addgene（www.addgene.org）获得。Addgene是总部设在波士顿的销售公司，每种质粒售价45－65美元。

最后要介绍的是由加州大学分子生物学家James Kadonaga带来的一种新启动子。“核心”启动子包括大约80个围绕RNA起始位点（指导Pol II启动的转录）的核苷酸，Kadonaga研究了15年。“我们认为，我们得到了所有重要的基序，将它们全部放在一个核心启动子中会如何？我们会得到一个超级核心启动子吗？”他们确实做到了：这种超级核心启动子SCP1是已知的最强有力的启动子，比腺病毒主要的late-core或者是巨细胞病毒介导的early-core高5－10倍。

据Kadonaga透露，加州大学已经为此革新技术申请了专利，现在正打算将其商业化。（生物通记者 子元）

References

1. L.A. Banaszynski et al., "A rapid, reversible, and tunable method to regulate protein function in living cells using synthetic small molecules," Cell, 126:995-1004, Sept. 8, 2006. | [PubMed]

2. J. Szulc et al., "A versatile tool for conditional gene expression and knockdown," Nat Methods, 3:109-16, February 2006. | [PubMed]

3. T. Juven-Gershon et al., "Rational design of a super core promoter that enhances gene expression," Nat Methods, 3:917-22, November 2006. | [PubMed]