ORNL無細(xì)胞蛋白質(zhì)合成是潛在的救星
通過能源部橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的無細(xì)胞蛋白質(zhì)合成系統(tǒng),可以挽救在偏遠(yuǎn)地區(qū)受傷的士兵和其他人的生命。該設(shè)備由該實(shí)驗(yàn)室生物科學(xué)部門的Andrea Timm和Scott Retterer領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)??建,使用微制造生物反應(yīng)器來促進(jìn)藥物和生物制藥的治療性蛋白質(zhì)的按需生產(chǎn)。使這些微型工廠無需電池,無需維護(hù)生命系統(tǒng),簡化了工藝并降低了成本。
“通過這種方法,我們可以更快地生產(chǎn)更多的蛋白質(zhì),使我們的技術(shù)成為護(hù)理點(diǎn)使用的理想選擇,”Retterer說。“它無細(xì)胞的這一事實(shí)減少了生產(chǎn)蛋白質(zhì)所需的基礎(chǔ)設(shè)施,并開啟了在需要的時(shí)間和地點(diǎn)創(chuàng)造蛋白質(zhì)的可能性,避免了在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中保持蛋白質(zhì)冷卻的挑戰(zhàn)。”
ORNL的生物反應(yīng)器通過可滲透的納米多孔膜和使用電子束和光刻以及先進(jìn)材料沉積工藝相結(jié)合的蛇形設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅。這種設(shè)計(jì)可延長無細(xì)胞反應(yīng),有效生產(chǎn)蛋白質(zhì),使其易于適應(yīng)在隔離地點(diǎn)和災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)使用。
從功能角度來看,該設(shè)計(jì)采用長蛇形通道集成,以便在并聯(lián)反應(yīng)器和進(jìn)料器通道之間進(jìn)行材料交換。通過這種方法,該團(tuán)隊(duì)可以控制代謝物,能量和物種的交換,從而抑制所需蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。通過其他設(shè)計(jì)特征,研究人員可延長反應(yīng)時(shí)間并提高產(chǎn)量。
“我們表明,微型生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)的基于管的批次格式產(chǎn)生更高的蛋白質(zhì)產(chǎn)量,并且通過促進(jìn)與雙通道生物反應(yīng)器的小分子交換可以顯著提高產(chǎn)物產(chǎn)量,”作者在他們的論文中寫道,期刊小。研究人員還指出,按需生物合成將有助于生產(chǎn)大規(guī)模生產(chǎn)成本高昂的藥物,包括孤兒藥和個(gè)性化藥物。
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