應用案例

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院杜鵬老師團隊開(kāi)展的一項關(guān)于抗腫瘤的新研究，其研究結果于2022年5月26日在《Cell》上發(fā)表。

杜鵬團隊發(fā)現植物RDR1的異位表達可以抑制癌細胞的增殖，具有核苷酸轉移酶活性的RDR1可以提高整體miRNA表達，特異性抑制癌細胞周期。并且通過(guò)腺病毒傳遞，在體內的多種異種移植瘤模型中均可見(jiàn)RDR1廣泛的抗腫瘤作用。

研究背景

癌細胞的特征是細胞周期和增殖的異常激活，一直以來(lái)，國內外的專(zhuān)家學(xué)者對于癌癥的研究從未停歇。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，RNA干擾技術(shù)（RNA interference, RNAi，是指一種小RNA介導的轉錄后調控）也被用作癌細胞的研究。簡(jiǎn)單說(shuō)是利用RNAi技術(shù)沉默細胞增殖基因來(lái)控制癌細胞的增殖。小RNA主要包括microRNAs (miRNAs)和小干擾RNA (siRNA)。在哺乳動(dòng)物中，許多miRNAs可以靶向抑制細胞周期基因，直接調控細胞增殖，miRNAs量降低可導致人類(lèi)癌癥也已被廣泛報道。siRNA是來(lái)源于雙鏈RNA (dsRNA)底物，由RNA依賴(lài)RNA聚合酶(RDR)合成?，F有的研究幾乎在所有真核生物中都發(fā)現了RDR，但脊椎動(dòng)物卻沒(méi)有RDR。而在植物中，是依賴(lài)于RDR 1的siRNA參與抗病毒免疫應答。近年來(lái)，跨物種生物工程已成功應用于基礎研究和轉化醫學(xué)，因此，作者建議可在哺乳動(dòng)物中開(kāi)展基于植物RDR1的生物工程研究，并進(jìn)一步探究其潛在的轉化醫學(xué)應用。

研究方法

擬南芥和水稻的RDR1結構域(重組AtRDR1、rAtRDR1)擴增后，將其克隆到pETDuet-1載體的SalI和NotI位點(diǎn)，通過(guò)組氨酸N端標記，用Beaverbeads^?  His-tag蛋白純化磁珠（70501）從桿狀病毒-昆蟲(chóng)細胞中純化出目標蛋白，并通過(guò)體外鑒定的方法確定其功能。

文章模式圖（圖源自Cell ）

研究結果

杜鵬團隊的研究在哺乳動(dòng)物細胞中成功表達了來(lái)自擬南芥和水稻的RDR1蛋白，并證明該蛋白顯著(zhù)抑制了所測試的10種不同癌細胞系的增殖，并未影響5種非癌癥細胞系。

研究結果還表明植物RDR1可以作用于不同的癌細胞，增加miRNA的表達，作用細胞周期基因、抑制癌細胞增殖。在不同的異種移植腫瘤模型中， RDR1都顯著(zhù)抑制實(shí)體和血液腫瘤的生長(cháng)。這一研究利用植物免疫蛋白RDR1建立廣泛的抗腫瘤機制，為編輯和操縱miRNA開(kāi)發(fā)了一種新策略，可作為對抗人類(lèi)疾病如癌癥的有力武器。

該團隊在研究RDR1純化使用的磁珠為Beaverbeads^?  His-tag蛋白純化磁珠，同時(shí)，海貍生物還可提供多種蛋白純化磁珠，助力科學(xué)研究。