活体蛋白质“音量式”调控实现

西班牙巴塞罗那基因组调控中心和英国剑桥大学团队首次在活动物体内，对不同组织中的蛋白质水平进行了“音量式”调控：将蛋白质含量像调节音量一样“调高”或“调低”，且具备高度可控性。他们的方法能够在动物整个生命周期内使用，对研究衰老等全身系统性过程具有重要意义，有助科学家深入理解衰老和疾病的分子基础。相关论文12日发表于《自然·通讯》杂志。

研究团队在模式生物秀丽隐杆线虫的肠道、神经元等组织中验证了这一方法。

衰老依赖于身体不同器官之间的长期、持续互动。传统基因操作技术只能让蛋白质产生或消失，难以分辨同种蛋白质在不同组织中的差异作用。缺乏按组织、按剂量、按时间、贯穿生命周期的调控手段，因此难以深入理解身体各部分如何推动衰老，如何彼此沟通，以及分子层面微小扰动如何随时间在全身扩散。

此次，团队在现有生长素诱导降解系统（AID系统）的基础上进行了改造。传统AID系统通过在目标蛋白上添加一个“降解标签”，然后利用TIR1酶在植物激素生长素存在时选择性降解该蛋白。去除生长素后，蛋白质会重新出现，因此被广泛应用于细胞和模式生物研究。

在此基础上，团队工程化改造了多个版本的TIR1酶和降解标签，并在十万余条线虫中进行系统测试，最终开发出一种更灵活的“双通道”AID系统。与传统方法不同，新系统不仅能控制蛋白质是否存在，还能调节其剩余量，指定调控发生的位置与时间，同时不影响动物的正常进食、运动和生长。

这一系统的关键创新在于，将两种由不同生长素化合物激活的TIR1酶分别置于不同组织中，从而能够独立调控同一蛋白在肠道和神经元中的含量，甚至能够同步调控两种不同蛋白，为研究多组织协同过程提供了新工具。

【总编辑圈点】

作为生命世界里不可或缺的大分子，蛋白质是人体内各种细胞和组织的重要组成部分，与生命活动息息相关，是构建和维持生命活动的核心物质。在活体动物内，精确调控多组织蛋白质水平，相当于在动物体内安装了一套智能的“蛋白质遥控器”。这意味着科学家可以更深入地研究和掌握蛋白质在复杂生命系统中的作用。比如，观察某种蛋白质如何影响人类的衰老和疾病发展。这将为抗衰老研究和精准医疗奠定更加坚实的技术基石。

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