Az óceán mélyének titkos fegyverei: szuperdiagnosztikus fehérjék

Elképesztő ellenállóképességű, eddig rejtett fehérjék kerültek elő izlandi vulkáni tavakból és az Atlanti-óceán fenekén húzódó hidrotermális kürtők mélyéről. Ezek a DNS-kötő fehérjék olyan extrém körülmények között is stabilak maradnak, mint a forró, savas vizek vagy a két kilométernél is mélyebben örvénylő, sós tengeri áramlatok. Valószínű, hogy ezek a molekulák alapjaiban átformálhatják a fertőző betegségek gyors kimutatására használt diagnosztikai eljárásokat.

A természet rejtett kincsei

A kutatók óriási genetikai adatbázisokat fésültek át a legújabb DNS-szekvenálási módszerekkel, több millió fehérje lehetséges változatát vizsgálva. Így bukkantak rá olyan, eddig ismeretlen fehérjékre, amelyek eddig ismeretlen szívóssággal kötődnek az egyszálú DNS-hez. Ezek nemcsak szélsőséges hőmérsékleten és pH-értékek mellett, de extrém sókoncentrációban is változatlanul működnek — szinte megingathatatlanul őrzik szerkezetüket.

Stabilitás, amire a biotechnológia is vágyik

A fehérjék részletes feltérképezése során a szakértők azt találták, hogy ezek a molekulák kiemelkedő hőstabilitással bírnak. 3D-s szerkezetüket nagy felbontással tanulmányozva sikerült feltárni, pontosan miként kötődnek a célmolekulákhoz — ez az ismeret kulcsfontosságú lehet a jövőbeli fehérjemérnöki fejlesztésekhez.

Villámgyors és érzékenyebb betegségtesztek

Az egyik legjobb DNS-kötő fehérje hozzáadásával ugrásszerűen javult a LAMP (hurok-mediált izoterm amplifikáció; loop-mediated isothermal amplification) alapú gyorstesztek hatékonysága: nemcsak gyorsabban, de érzékenyebben mutatták ki a vírusok és más kórokozók örökítőanyagát. Ez különösen nagy jelentőségű lehet például a SARS-CoV-2 vagy elhanyagolt trópusi betegségek, például a leishmaniasis vagy a Chagas-kór kimutatásában, ahol a gyors genetikai azonosítás életmentő lehet.

Kihasználni az extrém környezetek adta lehetőségeket

Mindazonáltal a most feltérképezett fehérjék nemcsak a gyorstesztekben hasznosak: a biotechnológia évek óta vadászik ilyen, extrém környezetből származó, megbízható enzimekre. Ezek a felfedezések az MI-alapú fehérjeszerkezet-előrejelzés és -tervezés számára is kincset jelentenek, mert bővítik az ismert szerkezeti példatárat.

További fejlesztések és alkalmazások

A kutatók újabb, ígéretes fehérjéket keresnek és tesztelnek, hogy még hatékonyabb gyorsteszteket fejlesszenek nemcsak kutatólaboroknak, hanem terepi diagnosztikához is. A Durham Egyetem csapata a norvég ArcticZymes céggel dolgozik együtt, hogy a mélytengeri fehérjékből valódi biotechnológiai termékek szülessenek.

2025, adminboss, www.sciencedaily.com alapján