由麻省理工学院的Crystal Koe制作
微小的潮汐摆在桌子上
学分:麻省理工学院 麻省理工学院化学教授布拉德利·彭特露特实验室的研究人员发明了一种全自动快速流动仪器，可以一次性合成肽核酸
通过使用被研究小组称为“微小潮汐”的机器人来自动化合成CPP结合肽核酸的过程，典型的PPNA合成时间从几天减少到仅仅两个小时
“这种新的高效技术代表着一个潜在的重大进步，不仅能为新冠肺炎，也能为其他疾病和新出现的病原体按需快速生产候选反义寡核苷酸，”该论文的合著者、Pentelute集团的博士后李承熙说
论文“肽PNA缀合物的自动流动合成”最近发表在ACS中央科学杂志上
什么是PNA？ PNAs是人工合成的类DNA分子，具有广泛的化学和生物学应用，作为一类治疗方法出现，用于治疗从癌症到病毒感染的各种疾病
三七总皂苷成为药物的障碍包括溶解度低、细胞吸收差和消除快
其中一些挑战已经通过将细胞穿透肽共价连接到肽核酸上得到解决
然而，CPP结合的PPNAs可能对细胞有毒性，通常需要耗时的结构功能研究，以在优化递送的同时将毒性降至最低
此外，尽管标准批次方案允许有效获得少于15个碱基的PNA序列，但较长的序列对合成具有挑战性，并面临可能导致低产量的限制
让机器人来做吧 该自动化快速流动装置由Pentelute集团设计，旨在通过click chemistry取代传统的分步合成，由七个模块组成，包括中央控制计算机、溶液储存系统、三个高效液相色谱泵、三个多位阀、加热元件、反应区和紫外-可见检测器，所有这些都由Mechwolf编程环境中的模块化脚本控制
研究团队决定使用“微小潮汐”这个名字有两个原因:他们的机器人制造肽或寡核苷酸，是一种微型合成器，能够使用少量试剂和溶剂快速优化条件和合成，成本相对较低
尽管有这个绰号，但性能一点也不小
在实验室测试中，Tiny Tides报告了PNA单体之间每个酰胺键形成的时间为10秒——而微波肽合成仪的每个酰胺键形成时间为10分钟；或者每个偶联周期32分钟，如在室温下加盖的DNA合成器加速8909
Tiny Tides的可变温度设计还消除了温度封顶的需要，同时提高了耦合效率
这种生产策略便于同时研究多种三七总皂苷的生物活性、毒性和细胞摄取
此外，该设备的速度和自动化允许对多个候选进行高通量研究，以找到最有效的目标PNA序列，与当前和商业方法相比，速度显著提高
对抗新冠肺炎 虽然疫苗科学的突破在全球新冠肺炎疫情占据了中心位置，但直接作用的抗病毒药物可能是消除这种病毒的另一种工具
在实验室中，三七总皂苷已证明对非典病毒有疗效；与导致新冠肺炎的病毒新型冠状病毒病毒的高度序列相似性使研究人员相信反义PNAs很可能是实现新型冠状病毒抑制的一种方法
合成PPNAs的速度和效率是一个非常需要的步骤，以便能够评估治疗疾病的可行性的许多可能的序列
在这项研究中，Pentelute小组仅在一天内化学合成了八个PPNAs来对抗新冠肺炎——如果使用以前的方法以每周两个的速度人工合成，这一壮举将需要近一个月的时间
在这八个序列中，有一个序列在实时感染检测中消除了95%以上的病毒
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