日本公益财团法人川崎市产业振兴财团纳米医疗创新中心（iCONM）的上野真吾副主干研究员等人组成的研究团队宣布，开发出了一种无需使用细胞，可高精度筛选药物靶点肽段的技术——“PL-Display法”。通过将候选肽段及其编码DNA固定于磁珠表面，即可实现高精度筛选。该技术有望在药物研发、诊断、生物材料开发等领域得到应用。相关研究成果已发表在期刊《PNAS Nexus》的2月13日刊上。
图1 研究概要图（供图：iCONM）
找到能够仅与特定对象精准结合的蛋白质或肽段的技术，对于药物研发与疾病病理阐明具有重要意义。迄今为止，为寻找可结合的蛋白质，科研人员已开发出多种“展示技术”。此类技术是将蛋白质或肽段与其编码DNA或RNA进行物理连接，进而确定经筛选的蛋白质对应的基因序列的方法，其代表性案例为2018年诺贝尔化学奖获奖技术——噬菌体展示法。
此次，研究团队开发出一种将无细胞合成的蛋白质固定于磁性微珠表面的新方法。该方法利用了具备肽段间连接功能的酶“肽连接酶”的特性。通过由9个氨基酸构成的片段，将肽段及作为其设计图的DNA固定，在单颗磁珠上实现1种肽段与其对应编码DNA的对应展示，并通过荧光激活细胞分选（FACS），依据数值寻找具备目标性质的蛋白质。
这种方法无细胞蛋白质合成，无需使用活细胞，在试管中即可完成蛋白质合成，因此无需进行细胞培养，能够更加自由且高效地寻找目标蛋白质。
此外，与传统方法相比其效率高出10倍以上，并且在高温、高盐条件下也能够进行筛选。
即便是一万个肽段中仅存一份的肽段，也可通过单次筛选成功检出。研究还证实，该技术可从约170万种随机肽段文库中高效检出目标肽段。
该技术有望在多个领域实现广泛应用，包括治疗与诊断用肽段及低分子抗体的筛选、非生理环境下使用的工业用蛋白质开发，以及运用磁珠平台、通过自动化与机器人技术实现的高速筛选等。
上野副主干研究员表示：“我们以开发不依赖匠人技巧与运气、简便、可靠、安心的技术为目标，设计了这套基于磁珠的定量筛选体系。目前，我们正以PL-Display技术为基础，推进其在低分子抗体筛选、生化分析筛选领域的应用拓展。我认为这套磁珠平台还可拓展至分子筛选以外的更多领域，若各位对此感兴趣，欢迎随时与我们联系。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：PNAS Nexus
论文：Peptide ligase–mediated display: A cell-free platform for tunable selection of affinity peptides
DOI：doi.org/10.1093/pnasnexus/pgag031
