在醫學和生物技術中，發展新功能或改善蛋白質的能力是關鍵，但是當前的方法緩慢而乏味。現在，Scripps研究科學家已經開發了一個合成生物學平台，該平台加速了相同的進化 – 研究人員可以發展出蛋白質，以發展新的特性，並且比自然更快。描述了稱為T7-Oracle的系統 科學 2025年8月7日，代表了治療性蛋白質癌，神經退行性的突破性以及任何其他疾病領域。
Pete Schultz總統兼總幹事Pete Schultz說：“這是為了開始前進按鈕。” “現在，您可以在細胞內不斷地進化蛋白質，而無需損害細胞基因組或無需損害細胞基因組。”
直接進化是一個實驗室過程，插入突變並選擇具有改善功能的變體。蛋白質用於適應所需的特性，例如具有特殊短語，專業或催化特性的高親和力抗體，研究抗性突變的創造。但是，傳統方法通常必須測試DNA操作轉彎，每輪都需要一周或更長時間。連續的進化系統 – 無需在生物蛋白質中演變而沒有手動干預的情況 – 同時，每次分裂細胞和細胞選擇（細菌約20分鐘）。但是現有的方法限制了模態技術複雜性或突變率。
T7-Oracle通過工程避免了這些瓶子 大腸桿菌 細菌 – 分子生物學的標準生物 – 分子生物學。為了組織一個源自噬菌T7的人造藝術系統，已經研究了該病毒和非常簡單有效的複制系統。 T7-Oracle實現了持續的超值和生物茲羅分子的快速演變，並旨在生物蛋白質的目的和挑戰。從概念上講，T7-Oracle在現有正交系統中的努力，即它們與細胞機械分開起作用。例如Orthoep 釀酒酵母 （麵包酵母）和Ekorep 大腸桿菌。與這些系統相比，T7-Oracle促進了誘變，快速增長，高效率效率以及兩者 大腸桿菌 可以將宿主和圓形複製品質合體整合到分子生物學的標準工作流中。
T-7 Oracle正交系統通過離開細胞宿主而無需接觸細胞來糾正纖溶酶（小遺傳物質）。 T7 DNA核酶工程（在DNA中復制的病毒酶）是一種缺陷的趨勢，研究人員進入了靶基因的突變，比正常情況高100,000倍，而不會損害接收好的細胞。
Christian Diercks主要作者，研究方面的化學助理老師說：“該系統代表了持續進化的巨大進步。” “每次將細胞劃分的圓形都會得到一個圓形，而不是本週的圓形演變，因此該過程得到了加速。”
為了顯示T7-Oracle的力量，研究小組在系統中引入了一種抗生素，溫度-1-1-雄激酶的共同基因，可見 大腸桿菌 細胞以擴展不同抗生素的劑量。在不到一周的時間裡，該系統就會發展出可以抵抗抗生素水平的酶的版本，而抗生素的水平可能比原始抗生素高5,000倍。這個概念上的證據不僅顯示了T7-Oracle的速度和準確性，還顯示了現實世界的重要性，重複如何應對抗生素耐藥性。
“驚人的部分是突變與臨床環境中現實世界抵抗的突變相匹配。”筆記dierckks。 “在某些情況下，我們看到的新組合比您在診所中看到的要好。”
但是Diercks強調，該研究並非基於抗生素耐藥性。
他解釋說：“這不是臨時β-內酰胺酶的作用。” “該基因是一個完善的參考，以顯示系統的工作原理。作為幾個月的癌症藥物目標和治療酶，幾乎可以進化的蛋白質是什麼。”
T7-Oracle的總潛力具有專有的蛋白質工程平台。儘管系統已內部化 大腸桿菌該細菌是連續進化的船。科學家可以從人類，病毒或其他來源中插入基因，然後將其包括在內 大腸桿菌 細胞。 T7-Oracle混合了這些基因，這些基因可以產生可以投射或實現改進功能的蛋白質。因為 大腸桿菌 它很容易生長，並且在烤箱中廣泛使用，幾乎提供了任何可擴展的系統以進化任何蛋白質。
這可以幫助科學家更快地發展，重點是特定的癌症，它設計了更有效的治療酶，並設計了涉及癌症和神經退行性疾病的蛋白質。
Diercks說：“令人興奮的是，它不僅限於一種疾病或一種蛋白質。” “因為您有一個可自定義的系統，所以您可以屬於任何屬，並朝著所需的任何功能發展。”
它還可以與T7-Oracle標準配合使用 大腸桿菌 文化和高度使用的實驗室工作流程，避免了其他連續進化系統所需的複雜協議。
Dierckks補充說：“設定這一區別的主要因素是確定它的容易性。” “不需要專業設備或專業。如果您已經工作 大腸桿菌您可能可以使用此系統進行最小調整。 “
T7 -Oracle反映了Schultz的更廣泛目標：關鍵生物學過程的重建 – 例如DNA複製，RNA轉錄和蛋白質翻譯。因此，獨立於宿主細胞起作用。這種區別使科學家可以在不中斷正常細胞活性的情況下重新編程這些過程。通過斷開關鍵基因組過程，諸如T7-Oracle之類的工具有助於製造合成生物學。
“將來，我們有興趣使用該系統進化可以復制的核酸核酸的多聚蛋白酶：類似於DNA和ARN的合成分子，但具有新的化學性質“ Diercks說。 “我們剛剛開始探索這將開放合成基因組學方面的選擇。”
如今，研究小組旨在進化以治療用途的人類衍生的酶，並量身定制的蛋白質專注於與癌症有關的特定蛋白質序列。
舒爾茨說：“ T7-Oracle View結合了兩全其美的最好。” “現在，我們可以通過連續進化中停止蛋白質的合理設計，以比以往任何時候都更有效地發現功能分子。”
除了做Diercks和Schultz之外，該研究的作者“大腸桿菌中的Ortogonal T7播放，以持續過度突變和快速進化“ Philipp Sollapmann，Cynthia Roung，Thomas Gillii，Yahui Ban，Cevid Wanid和David A.
這項工作是由國家衛生研究所（Grant RGM145323A）資助的。
