达拉斯德克萨斯大学的一名生物工程师开发出了一种合成酶，可以控制信号蛋白Vg1的行为，该蛋白在脊椎动物胚胎的肌肉、骨骼和血液发育中起着关键作用。

研究小组正在使用一种新的方法，称为斑马鱼合成加工(SynPro)系统，来研究Vg1是如何形成的。通过学习发育中动物信号形成的分子规则，研究人员的目标是设计出可以在治疗或预防疾病中发挥作用的机制，如给细胞新的指令。

埃里克·约翰逊工程和计算机科学学院的生物工程助理教授P.C戴夫·p·丁格尔博士和他的同事们于10月16日在《自然》杂志的网站上发表了他们的研究成果

美国国家科学院学报

“我们对合成酶如何用于控制天然蛋白质，包括致病蛋白质，很感兴趣，”丁格尔说。“我们希望建立生物电路，最终我们可以将其引入细胞，并赋予它们新的功能，比如能够检测癌症或在分子水平上解决细胞紊乱。”

丁格尔说，斑马鱼是观察信号蛋白如何加工和分泌的理想模型，因为斑马鱼不仅与人类基因组有大约70%的相似性，而且它们很小，容易在显微镜下生长和成像。

研究人员研究了两种蛋白质Vg1和Nodal之间的相互作用。研究小组调查的一个问题是，为什么Vg1在与Nodal配对形成一种更大的蛋白质复合物(称为异二聚体)之前保持不活跃，这种蛋白质复合物是由细胞分泌的，并向目标胚胎细胞发出信号，以分化成特定的组织和器官。

“我们发现有蛋白质像伴侣一样与Vg1结合，并迫使它保持为非活性单体，”丁格尔说。"然而，在Nodal存在的情况下，分子伴侣被释放，Nodal可以与Vg1二聚化."

为了研究Vg1经历的加工过程，丁格尔和他的同事开发了一种操纵蛋白质的方法。使用来自一个病毒家族的切割酶，研究人员开发了一种合成酶，可以指导切割斑马鱼胚胎中Vg1的特定氨基酸。

他们发现，Vg1-Nodal异二聚体在从细胞中释放出来与靶细胞上的受体结合之前不需要经过切割。然而，Vg1必须经历切割——而Nodal的切割是不需要的——以激活靶细胞上的信号传导。

丁格尔将在项目的下一阶段继续研究这些蛋白质，以确定例如伴侣蛋白用于控制信号复合物组成的分子规则。