一项新技术能够一次克隆数千个基因，并根据DNA样本建立蛋白质文库，有望加快新药研发进程。
要发现基因的功能，需要克隆DNA序列并使其表达。此前，这项工作一次只能处理一个基因，因而形成了瓶颈。
“我们认为，快速、经济且高通量地克隆蛋白质和其他遗传元件，将大大加快生物学研究，帮助人们发现基因组编码分子的功能，并跟上新基因组测序数据不断涌现的步伐。”罗格斯大学新布朗斯维克分校生物医学工程系副教授比居·帕雷卡丹（Biju Parekkadan）说。
在发表于《自然·生物医学工程》的一项研究中，研究人员展示了他们的技术——LASSO（长接头单链寡核苷酸）探针——能够一次捕获并克隆数千个长DNA片段。
作为概念验证，研究人员从大肠杆菌中克隆了3,000多个DNA片段。大肠杆菌常被用作模式生物，且已有编目归档的基因组序列。
“我们捕获了约95%的目标基因，其中许多基因的DNA长度非常长，过去很难处理，”帕雷卡丹说。“我认为这项技术今后肯定还会不断改进。”
如今，他们可以利用一个或多个基因组序列，快速、经济且精准地制备蛋白质文库以供筛选，从而迅速发现基因组中可能有益的生物分子。
研究过程中，他们还意外解决了基因组测序领域一个长期存在的问题。
在对单个基因组进行遗传测序时，如今的黄金标准是逐一测序小段DNA，再将它们拼接起来，绘制出完整的基因组编码图谱。但在拼接过程中，短读段可能难以解读，而且此前一直缺乏一种有针对性、更高效的长DNA片段测序方法。
LASSO探针正能做到这一点：它可以捕获长度超过1,000个碱基对的DNA靶标，而目前的技术形式只能捕获约100个碱基对。
研究团队还报告称，他们首次从人体微生物组样本中捕获并克隆出一个蛋白质文库，也就是一组蛋白质。帕雷卡丹补充说，从分子层面揭示人体微生物组，是改善精准医疗工作的第一步；这些工作会影响定植于我们肠道、皮肤和肺部的微生物群落。精准医疗需要在分子层面对健康相关及致病微生物群的成因有深入且功能性的认识。
帕雷卡丹说，如今，制药行业会筛选由数千种分子组成的合成化学文库，以寻找可能具有药用效果的分子。
“我们的设想是采用同样的方法，但快速筛选从人类或其他生物的基因组（包括植物、动物和微生物的基因组）中克隆出的非合成、生物性或‘天然’分子，”他说。“这将以更大的努力，把制药业的药物发现转变为生物制药领域的药物发现。”
帕雷卡丹说，目前正在进行的下一阶段工作是改进克隆流程、构建文库，并发现我们基因组中存在的治疗性蛋白质。
