隱藏的深海蛋白質可以增加疾病檢測

國際團隊由杜倫大學領導，包括來自冰島、挪威和波蘭的合作者。科學家檢查了從冰島火山湖和位於北大西洋下方兩公里多的深海熱液噴口收集的遺傳物質。

挖掘大自然的遺傳多樣性

大自然是有益酵素最豐富的來源之一，但許多酵素仍未被發現。為了發現新的候選者，研究人員使用下一代 DNA 定序來掃描包含數百萬個潛在蛋白質序列的龐大資料庫。

透過分析大量的遺傳訊息，研究小組發現了以前未知的與單股 DNA 結合的蛋白質。這些蛋白質也表現出在極端條件下保持穩定的非凡能力，包括非常高的溫度、極端的酸度和高鹽度環境。

具有生物技術潛力的強大蛋白質

新發現的蛋白質已使用一系列實驗室方法進行了詳細檢查。科學家發現這些分子非常耐用，具有很強的熱穩定性，非常適合生物技術和醫學領域的應用。

研究人員也高精度地確定了蛋白質的 3D 結構。這些結構資訊提供了對分子如何發揮作用的深入了解，並為透過蛋白質設計改進分子打開了大門。

改進快速診斷測試

一種新發現的 DNA 結合蛋白被發現可以增強使用環介導等溫擴增 (LAMP) 的診斷測試。這些測試無需複雜的實驗室設備即可檢測病毒、細菌或寄生蟲的遺傳物質。

添加新蛋白質後，LAMP 測試變得更快、更靈敏。這項改進有助於提高對 SARS-CoV-2 等病原體的病毒 RNA 以及其他傳染源 DNA 的檢測。

結果證明了極端環境作為有價值的生物工具來源的潛力。

該研究的首席研究員、杜倫大學的 Ehmke Bull 教授表示：“這項工作凸顯了從極端棲息地進行生物勘探的巨大潛力。研究結果不僅對生物經濟學很重要，而且為蛋白質結構預測和蛋白質設計中的所有人工智能 (AI) 方法提供了基礎。”

在生物技術和基於人工智慧的蛋白質設計中的應用

生技公司不斷尋找能夠在充滿挑戰的條件下可靠發揮作用的酵素。在溫泉或深海噴口等地方發現的蛋白質特別有前途，因為它們在極端環境中自然發揮作用。

這些發現也可能有助於更廣泛的蛋白質預測和設計研究。模擬蛋白質結構的人工智慧系統利用大量不同的真實生物例子。

尋找更多新的蛋白質和診斷方法

研究人員繼續研究其他 DNA 結合蛋白，並且已經鑑定了幾種有前途的候選蛋白。科學家們也正在努力開發這些蛋白質的改進版本，並設計針對被忽視的熱帶疾病（包括利甚曼病和恰加斯病）的新 LAMP 測試。這項工作是與杜倫大學生物科學系的研究人員合作進行的。

該團隊還與挪威生物技術公司 ArcticZymes 合作，探索新發現的蛋白質的潛在商業用途。