你见过发光的酵母吗?可能没见过,但这正是Università Ca' Foscari di Venezia他们的超级酵母不仅仅是实验室的好奇心:它是生产革命性药物的生物机器。
制药行业耗费数十亿年甚至数年时间来测试单个分子:这些微生物可以在几个小时内筛选出一亿种候选药物。这项技术被称为“绿色制药”,有望使药物更安全、更便宜、更环保:朋友们,药品的未来就像啤酒一样。
如何将超级酵母变成活药房
这个故事的主角叫 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),一个老熟人:你熟悉的普通啤酒酵母。但由团队创造的 亚历山德罗·安杰利尼 在卡福斯卡里大学,这种情况并不常见。研究人员 他们通过基因工程将数十亿个这样的细胞改造成微型光工厂。 每个细胞都会产生不同的大环肽,这种分子代表着个性化医疗的未来。
其巧妙之处在于检测系统:当超级酵母细胞产生一种具有治疗前景的肽时,它会像萤火虫一样发光。借助定量流式细胞术,研究人员可以同时实时监测数百万个候选药物。 莎拉·林奇,该研究的第一作者发表于 自然通讯,解释:
“我们对酵母细胞进行操控,使每个细胞都发挥‘微型工厂’的功能,当它产生特定化合物时就会发光。”
这项技术,称为 酵母展示,允许 分析100亿种不同的肽 快速而有效地 如果使用传统方法则需要几十年的时间。
超级酵母大环肽改变一切
超级酵母产生的大环肽并非普通药物。它们是环状分子,兼具抗体的精准度和传统药物的稳定性。与通常攻击多个靶点并产生副作用的传统药物不同,这些肽被设计成能够以毫米级的精度与特定的细胞受体结合。
伊莱尼亚·马佐卡托该研究的联合负责人强调了环境因素:
“通过利用酵母的天然机制,我们生产出生物相容性和可生物降解的肽分子,使其对健康和环境安全。”
这就是我们谈论“绿色制药”的原因:可持续性成为制药开发不可或缺的一部分。
来自卡福斯卡里的超级酵母已经证明了它能够产生有效的肽来对抗 五种不同的蛋白质靶点, 亲和力范围从微摩尔到皮摩尔。 用实际术语来说就是:药物只需极小剂量就能发挥作用,而且几乎没有副作用。

晶体学揭示超级酵母的秘密
为了了解这些超级酵母肽如何达到如此高的精度,研究小组使用了 X 射线晶体学。 詹娜·罗曼纽克负责结构分析的研究发现,所选肽与其靶标表现出“最佳形状互补性和广泛的表面相互作用”。
实际上,超级酵母产生的每条肽都能完美地与其受体匹配,就像钥匙与锁的匹配一样。这种精准度不仅解释了其高亲和力,也解释了其精准的选择性,从而避免了对其他生物系统产生不良影响。
分析表明,这些肽保持稳定且受限的分子结构,这些特性使它们能够抵抗酶促降解,因此比目前使用的线性肽药物更有效。
从超级酵母到患者:商业化之路
超级酵母技术并不局限于大学实验室。其中一些创新已经 由 Ca' Foscari 专利 并被初创公司收购 阿尔扎尼亚有限公司,由研究人员自己创立。这是证明这一发现商业可行性的关键一步。
亚历山德罗·安杰利尼 强调治疗潜力:
“我们正在突破这项技术的界限,创造出能够将先进疗法直接输送到特定细胞的大环肽。”
其目标是开发出针对目前治疗挑战、传统药物几乎无法解决的疾病的疗法。超级酵母可以为癌症、神经退行性疾病和罕见遗传病等复杂疾病的个性化医疗铺平道路,而这些疾病的精准治疗至关重要。
威尼斯介于美丽与科学创新之间
这一发现来自一座城市, 正如我之前指出的威尼斯以其融合传统与创新的能力,持续令人赞叹。威尼斯拥有令人惊叹的建筑之美,拥有众多杰出的研究人员,最终当然不需要杰夫·贝佐斯的婚礼就能登上国际报纸的封面。
这项工作代表了来自 京都工业大学从“中国科学院从“帕多瓦大学 '洛桑法国理工学院. 卓越的网络使意大利处于生物技术制药革命的中心。
该研究得到了国家复苏和恢复力计划(PNRR)和下一代欧盟倡议的支持:再次,对研究的投资产生了具有全球影响的创新。
而这仅仅是个开始
这种超级酵母只是制药行业更大变革的开端。传统的药物研发方法缓慢、昂贵且通常无效,但这种 以及其他正在开发的技术 将大大加快开发时间,同时降低成本。
超级酵母方法无需复杂的化学合成和昂贵的纯化:每种肽都由在其表面展示它的细胞直接产生,从而可以立即表征其治疗特性。
未来几年我们可能会见证新一代“超分子药物”的诞生, 就像我们看到的用于脊髓修复的其中多个分子的组合取代了单一的活性成分。
超级酵母不仅仅是一项科学发现:它代表着一种更人性化、更精准、更可持续的医学的希望。这种医学既尊重患者,也尊重地球,在全球生物医学研究的全景中闪耀着自己的光芒。