Indstilling af en TRAP for pandemi-fremkaldende vira

Et forskerhold ledet af Nagoya University-forskere i Japan har udviklet en tilgang, der hurtigt kan finde syntetiske proteiner, der specifikt binder til vigtige mål, såsom komponenter af SARS-CoV-2-virus. Metoden blev publiceret i tidsskriftet Videnskabens fremskridt og kan bruges til at udvikle testsæt eller til at finde behandlinger.

"Vi udviklede en laboratorieteknik til hurtig udvælgelse af syntetiske proteiner, der binder stærkt til SARS-CoV-2, " siger Nagoya Universitys biomolekylære ingeniør Hiroshi Murakami. "Syntetiske proteiner med høj affinitet kan bruges til at udvikle følsomme antigentests for SARS-CoV-2 og til fremtidig brug som neutraliseringsantistoffer hos inficerede patienter."

Murakami og hans kolleger havde tidligere udviklet en laboratorietest for proteinudvælgelse kaldet TRAP display, som står for "transkription-translation koblet med association af puromycin-linker." Deres tilgang springer to tidskrævende trin over i en anden almindeligt anvendt teknik til at søge gennem syntetiske proteinbiblioteker. Men deres undersøgelser viste, at der var et problem med puromycin-linkeren.

I den aktuelle undersøgelse, holdet forbedrede deres teknik ved at modificere puromycin-linkeren. Ultimativt, de var i stand til at bruge deres TRAP-skærm til at identificere ni syntetiske proteiner, der binder til spidsproteinet på SARS-CoV-2's ydre membran. Tilgangen tog kun fire dage sammenlignet med de uger, det ville tage ved at bruge den almindeligt anvendte messenger RNA-displayteknologi.

TRAP-visning involverer brug af et stort antal DNA-skabeloner, der koder for og syntetiserer billioner af proteiner, der bærer tilfældige peptidsekvenser. De syntetiske proteiner kobles til DNA ved hjælp af den modificerede puromycinlinker og eksponeres derefter for et målprotein. Når hele prøven er vasket, kun de syntetiske proteiner, der binder til målet, er tilbage. Disse placeres derefter tilbage i TRAP-displayet for yderligere runder, indtil kun et lille antal meget specifikke målbindende syntetiske proteiner er tilbage.

Forskerne undersøgte de ni syntetiske proteiner, der blev fundet at binde til SARS-CoV-2. Nogle var specifikt i stand til at detektere SARS-CoV-2 i næsepodninger fra COVID-19-patienter, angiver, at de kan bruges i testsæt. Man binder sig også til virussen for at forhindre den i at binde sig til de receptorer, den bruger for at få adgang til menneskelige celler. Dette tyder på, at dette protein kan bruges som en behandlingsstrategi.

"Vores høje hastighed, forbedret TRAP-visning kan være nyttig til at implementere hurtige reaktioner på underarter af SARS-CoV-2 og på andre potentielle nye vira, der forårsager fremtidige pandemier, " siger Murakami.

Dette studie, "Antistoflignende proteiner, der fanger og neutraliserer SARS-CoV-2, " blev offentliggjort online i Videnskabens fremskridt den 18. september, 2020.