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Jul 22, 2023

カリフォルニア大学アーバイン校

革新的な技術が手作業のプロセスを置き換え、新薬の発見を加速 カリフォルニア州アーバイン、2023年8月23日 — カリフォルニア大学アーバイン校の科学者が率いる研究チームは、

革新的な技術が手作業のプロセスを置き換え、新薬の発見を加速します

カリフォルニア州アーバイン、2023 年 8 月 23 日— カリフォルニア大学アーバイン校の科学者が率いる研究チームは、タンパク質やペプチドを合成するすべての細胞に存在する分子であるリボソームの力を利用することで、創薬に使用される化合物の膨大なコレクションを迅速かつ効率的に作成する革新的な方法を開発しました。

ACS Central Science に最近掲載された研究結果では、この革新的な技術について説明しています。これにより、現在の手作業による集中的なプロセスが置き換えられ、さまざまな疾患や症状の治療に影響を与える可能性のある新薬の発見が加速される可能性があります。

化学ライブラリーは、有望な活性または治療の可能性を持つ分子を特定するためにスクリーニングされる分子のコレクションです。 スクリーニングには、ライブラリ内の各化学物質について同じ生物学的質問を迅速な実験またはアッセイの形式で行うことが含まれます。

「ライブラリーの合成とスクリーニングは、新薬発見の最初のステップです」と、UCI薬学教授であり、この研究の共同責任著者であるブライアン・M・ペーゲル氏は述べた。 「この新しい技術により、ライブラリーからの単一化合物の数十万コピーを含む超小型ゲルビーズのライブラリーを合成することができます。 非常に多くの分子のコピーがビーズ上に配置されているため、科学者はライブラリの各メンバーの生物学的活性を直接評価することができ、これは新薬の探索において非常に貴重な能力です。」

研究チームは、人間の細胞とほぼ同じサイズのゲルビーズを生成する新しいアプローチを発明した。ゲルビーズには、膨大な量のリボソーム、RNAポリメラーゼと呼ばれる酵素、そして人間の細胞の核に似たDNAで装飾された磁気コアが含まれている。 DNA コアは、特定のペプチド分子をコード化するか、組み立て指示を提供します。 インスリンは、医薬品になった天然ペプチドの一例です。

DNAからRNA、そしてペプチド合成に至る細胞の遺伝情報の流れを模倣することにより、研究者らは、個々のゲルビーズ内で遺伝的にコードされたペプチド合成の位置を特定することに成功した。 重要なのは、この技術は、それぞれに固有の DNA タグが付いた数百万のビーズに対して並行して実行でき、広大なライブラリを形成できることです。

「ビーズ自体も重要な成果です。 現在、労働集約的な手動手順に依存している化学合成は、リボソームによって容易になり、自然をインスピレーションとして使用して非常に大規模なライブラリを調製できるようになりました。 科学者は現在、膨大な数の分子を同時に探索して医薬品の発見を進めることができ、同時に DNA でコード化された磁気コアにより個々の化合物の効率的な追跡と分析が可能になります」と化学と生物医工学の職も持つペーゲル氏は述べた。

この方法は、酵素工学、環境に優しい殺虫剤の開発、または特定の物理的特性を持つ材料の作成など、他の分野にも応用できます。

他のチームメンバーには、共連絡著者のクリスチャン・カニンガム氏とアリックス・チャン氏（どちらも南サンフランシスコのジェネンテック社の科学者）、UCIプロジェクトの薬学専門家であるヴァレリー・カヴェット氏が含まれていた。

この研究は、国立衛生研究所からの助成金(受賞番号 GM140890)によって支援されました。

ペーゲル氏は、この研究の一部を商業化しようとしているサンディエゴのバイオテクノロジー研究会社 1859 Inc. に重大な金銭的利害関係を持っており、カニンガム氏とチャン氏はロシュの株主である。

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