研究人員在地球上一些最極端的地方發現了一種以前未知的 DNA 結合蛋白。研究表明，這些蛋白質可以提高用於檢測傳染病的快速醫學測試的性能。
由杜倫大學領導的國際團隊與冰島、挪威和波蘭的合作者一起，科學家檢查了從冰島火山湖收集的遺傳物質。以及來自北大西洋下方 2 公里以上的深海熱液噴口。
自然採礦的遺傳多樣性
大自然是酵素最有益的來源之一。但還有很多地方還沒有人發現。揭示新的申請人 研究人員使用下一代 DNA 定序來掃描包含數百萬個可能的蛋白質序列的大型資料庫。
透過分析如此大量的遺傳數據，我們分析了大量的遺傳數據。該團隊能夠識別出附著在單股 DNA 上的以前未知的蛋白質。這些蛋白質也表現出在極端條件下保持穩定的不尋常的能力。這些包括極端溫度、極端 pH 值和高鹽環境。
具有生物技術潛力的強大蛋白質
使用各種實驗室方法對新鑑定的蛋白質進行了詳細研究。科學家發現這些分子非常耐用。它具有很高的熱穩定性。這使其非常適合用於生物技術和醫學。
研究人員還以高解析度確定了蛋白質的三維結構。這些結構資訊提供了對分子如何運作的深入了解。並打開了透過蛋白質設計精煉它們的大門。
改進快速診斷測試
一種新發現的 DNA 結合蛋白被發現可以改善基於環介導擴增 (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。
當添加新的蛋白質時，LAMP 測試變得更快、更敏感。這項增強功能改進了 SARS-CoV-2 等病原體的病毒 RNA 以及其他傳染源 DNA 的檢測。
結果證明了惡劣環境作為生物工具的寶貴來源的潛力。
該研究的首席研究員、杜倫大學的 Ehmke Pohl 教授表示：“這項工作凸顯了極端棲息地生物探索的巨大潛力。研究結果不僅對生物經濟很重要，而且也是所有用於蛋白質結構預測和蛋白質設計的人工智慧 (AI) 方法的基礎。”
生物技術應用和人工智慧驅動的蛋白質設計
生技公司不斷尋找能夠在嚴苛條件下可靠工作的酵素。在溫泉或深海噴口等地方發現的蛋白質尤其有前途。這是因為它們自然地在惡劣的環境中發揮作用。
這些發現可能會導致蛋白質預測和設計方面更廣泛的研究。模擬蛋白質結構的人工智慧系統受益於大量且多樣化的真實生物樣本。
尋找其他蛋白質和新的診斷方法
研究人員正在繼續進一步研究 DNA 結合蛋白。並已確定了一些有前途的候選人。科學家們也正在開發該蛋白質的改進版本，並設計針對被忽視的熱帶疾病的新 LAMP 測試。包括利甚曼病和恰加斯病。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。
