第1304章 你特麼挺能猜的(1/2)
張林興沖沖地離開實驗室後,楊平將注意力轉回大屏幕上的「身份圖譜」。
即使這真是胰腺癌的共性靶點,設計出能精確識別它的K因子也非常難,更別說還要保證新的K因子的安全性、特異性、遞送效率……」
楊平分析道:「現在我們面臨幾個技術難關——蛋白複合物的三維結構解析;基於該結構設計具有高親和力與特異性的K因子; K因子在體內的穩定性與遞送系統。設計K因子是最難的,雖然我們有現在的K因子做參考這也是一件難度極大的工作。」
教授都說難,那真的難。
「結構解析可以交給我。」陸小路主動請纓,「我們研究所不是剛剛安裝了冷凍電鏡嘛,300kV的Titan Krios,配套了最新的直接電子探測器,如果樣本準備得好,理論上可以解析到近原子解析度。」
「需要多少樣本?」宋子墨問。
「純化後的蛋白複合物,至少需要0.5毫克,純度要在95%以上。」陸小路報出數字。
唐順倒吸一口涼氣:「從胰腺癌細胞里純化出0.5毫克膜蛋白複合物?這得培養多少細胞?」
「至少……500升培養規模。」徐志良迅速心算,「而且……膜蛋白純化得率通常低於1%,實際……需要更多。」
「按常規速度這起碼要兩個月才行,不過使用我們的擴增技術可以加快培養速度,你們將樣本細胞取來交給我,我來培養,培養細胞是我們的老本行。」唐順接來培養細胞的工作。
「也許有另一種思路可以節約時間,讓觀察立即開始。」一直沉默的格里芬突然開口,他的中文很流利。
所有人都看向他。
格里芬走到白板前,拿起筆:「我在美國時參與過一項非傳統結構解析的工作。當時我們面對的是一個極難純化的膜受體,最後採用了原位結構解析的方法,不是純化蛋白,而是在接近天然狀態的細胞膜上直接觀察。」
他畫了個簡單的示意圖:「具體來說,我們將目標蛋白標記上金納米顆粒,通過低溫電子斷層掃描技術,對完整細胞的局部區域進行三維成像。雖然解析度達不到原子級別,但足以看清蛋白的大致構象和關鍵相互作用界面。有了這些信息,就可以用計算模擬的方法補全原子細節。」
「這方法有先例嗎?」宋子墨問。
「2019年《自然》上有篇論文,解析了細胞突觸中NMDA受體的原位結構,解析度到了4.5埃。」楊平準確引述,「關鍵在於標記技術和圖像處理算法。金標記可能會干擾蛋白天然構象,我們現在有更好的選擇——基因編碼的迷你標籤,比如ALFA-tag或SpyTag,可以共價結合特異的納米標記物,干擾更小。」
格里芬沒想到楊教授居然對這種偏門論文都有過涉獵,他的知識面這麼廣。
陸小路的眼睛亮了起來:「如果能在癌細胞原位看到這個身份鎖的結構,不僅能指導K因子設計,還能驗證它在真實腫瘤微環境中的狀態,這比純化後可能失活變性的蛋白更有意義。」
「但技術難度很大。」格里芬謹慎地說,「冷凍電子斷層掃描對樣本製備要求極高,圖像信噪比低,數據處理複雜……」
「我們可以試試。」楊平拍板,「陸小路,這個方向由你負責,多與格里芬交流,先從少量細胞開始摸索條件。」
「是,教授。」陸小路認真點頭。
格里芬非常興奮,他的意見得到楊教授的認可,這可是他進修史上可以吹牛的高光事件。
安排完結構解析的工作,楊平轉向另一個難題:「即使有了結構,設計K因子也是個挑戰。傳統的抗體或小分子都難以滿足要求,抗體太大,難以穿透腫瘤基質;小分子特異性不夠,容易脫靶。」
「也許可以借鑑自然界的靈感。」宋子墨若有所思,「教授,還記得您之前提到過的分子膠水概念嗎?某些天然化合物能夠將兩個原本不結合的蛋白拉在一起。如果我們能找到或設計一種分子,能特異性地將胰腺癌細胞的身份鎖和免疫細胞的殺傷受體粘在一起……」
楊平沉思片刻:「K因子與這些事完全不同的理論,在K療法沒有鋪開之前,我們不是一直在尋找新的K因子嗎?一無所獲!現在我們已經找到胰腺癌的身份鎖,按照我們在骨肉瘤的研究成果來看,這個身份鎖一定對應一把鑰匙,這把鑰匙一定存在,只是我們沒找到而已,這部分工作我來做吧。」
教授要親自出手了?
疫苗的增強子X-2的研究過程尚歷歷在目,教授可是帶著幾個剛畢業的博士突破重重困難,讓X-2驚艷亮相。
現在教授親自研究針對胰腺癌的K因子?是不是說明這事已經成功了一半?宋子墨的直覺是這樣的。
……
深夜十一點,研究所實驗大樓里大部分燈已經熄滅,只有結構生物學實驗室的燈還亮著。
陸小路站在冷凍電鏡控制台前,眼睛盯著屏幕上不斷刷新的數據流。他已經連續工作了十四小時,但精神依然高度集中。樣本製備比預想的順利,他採用了一種改良的低溫固定方法,最大限度地保留了細胞膜蛋白的天然狀態。
屏幕上,經過初步處理的斷層掃描圖像逐漸清晰。無數細胞器的輪廓中,細胞膜上分布著一些明顯的顆粒狀結構,那是用SpyTag標記的PANC-ID1複合物。
「解析度初步估計在20埃左右。」格里芬的聲音從身後傳來,他端著兩杯咖啡走過來,「夠看見大致的形狀和聚集狀態,但要看清結合界面,至少需要10埃以下。」
陸小路接過咖啡,說了聲謝謝:「第一輪數據收集完成,接下來是三維重構和分類。我寫了個新的圖像對齊算法,也許能提升信噪比。」
「你還會寫算法?」格里芬有些驚訝。
陸小路難得地露出一絲微笑:「在德國的時候,我輔修了計算生物學,結構生物學現在就是一半實驗、一半計算。」
兩人並排坐在工作站前,陸小路調出他編寫的程序界面,代碼簡潔高效,注釋清晰,顯示出紮實的計算機科學功底。
「這個聚類算法很有創意。」格里芬仔細閱讀後評價,「你不僅按形狀分類,還加入了局部膜曲率和鄰近蛋白分布作為特徵,這樣能更好地區分真實的信號和噪音。」
「膜蛋白的功能往往受微環境影響。」陸小路解釋道,「同一個蛋白在平坦膜區域和曲率高的區域構象可能不同,與鄰近蛋白的相互作用也會改變其可及性。我們設計的K因子最終要在真實的腫瘤環境中工作,所以這些信息很重要。」
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