“蛋白”江大团队开发“多效合一”的超强细胞修复蛋白，每克成本约100元

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来源：DeepTech深科技

最近，江南大学团队开发出一种国产超分子弹性蛋白，不仅效果可与现有市场的重组蛋白媲美，其还集众多明星分子物质特性的“多效合一”，包括透明质酸、胶原蛋白、弹性蛋白、聚谷氨酸、贻贝蛋白等。值得关注的是，其成本大约为每克 100 元。

“我们设计了世界第一款超分子弹性蛋白，经过动物实验及细胞实验证明，经过动物实验及细胞实验证明，与其他明星分子功效相比，其所具备超强的细胞修复能力。”该论文第一作者兼共同通讯作者、江南大学吴俊俊教授表示。

江南大学吴俊俊教授为该论文第一作者兼共同通讯作者，周景文教授、陈坚院士为论文共同通讯作者。

图丨超分子弹性蛋白遇水即粘，在 1% 浓度时即可形成可注射式超分子水凝胶，水凝胶在水下依旧具有粘附性（来源：Advanced Materials）

在该研究中，研究人员首次发现自然界存在超分子自组装机制，即将有结构及没有结构的蛋白组装成为具有活性位点、外漏式的超分子结构。此前，大部分超分子组装只能应用在短肽，而非大分子结构。而该机制可以将任意一种纯乳蛋白进行超分子组装构建纳米纤维，进而形成超分子水凝胶，具有强大的保水性。

该研究历时约 4 年时间，课题组成员在研究过程中解决了两个关键性的问题。首先，在寻找通用性蛋白自组装机制应用到重组蛋白时，尝试了很长时间。“我们将弹性蛋白从自然界里筛选了一些序列，然后按照人的弹性蛋白的组装方法进行组装，并结合希望能颠覆的相关位点。”吴俊俊说。

其次，在将自组装机制与弹性蛋白结合过程中，克服了常用蛋白在常温下出现蛋白聚集的现象，即防止其形成沉淀。他解释道：“我们不但表达出具有可溶性的超分子弹性蛋白，还可以通过自组装形成具有超螺旋结构的水凝胶，而不是沉淀的状态。”

从提取效率方面来看，研究人员利用生物法，只需要 12 个小时便能够合成超分子弹性蛋白。与之对比的是，传统的从动物组织直接提取功能蛋白需要至少几年时间。“并且，动物体内弹性蛋白组分含量极少，蛋白总量只有大概 1%，因此很难实现 90% 以上纯度的弹性蛋白。”吴俊俊补充说道。

据介绍，目前，研究人员已在细胞实验和动物学实验成功验证超分子弹性蛋白的效果；人体实验方面，已人体皮肤实验中证明无过敏反应。这项研究涉及横跨多个学科，这与吴俊俊的学科背景和研究历程紧密相关。一路走来，他也从“江南学子”的身份转变为“江南学者”。

吴俊俊在江南大学生物工程学院分别获得硕士和博士学位，师从陈坚院士。之后作为访问学者在美国加州大学伯克利分校学习，合作导师为国际合成生物学产业化先驱杰·基斯林（Jay Keasling）教授。2020 年 3 月，他回到母校江南大学担任教授、博士生导师。吴俊俊表示，“需要明确的是，学科交叉并不是转行，以我们的研究方向为例，是以生物技术制造技术为基础，结合不同的学科的优势进行深度知识储备，走特色的交叉融合之路。”

下一步，该团队计划进行临床实验，来证明超分子弹性蛋白在医疗器械领域的效果，例如在伤口敷料应用或做临床性实验，确认其生物安全性。“据我们预计，将超分子弹性蛋白推广至临床阶段大概需要三年时间。”他说。

另一方面，研究人员还计划赋予该蛋白更多优良特性，举例来说，将促进人体脊髓再生性药物的特性赋予到蛋白，让它作为可再生药物治疗相关疾病。

据预估，目前超分子弹性蛋白基于实验室阶段的成本大概在每克 100 元。如果应用在护肤品中，可将蛋白调配为 0.5% 比例即可实现较好的效果。吴俊俊解释说道：“也就是说，每克蛋白可以配成 200 毫升的护肤品。后续，我们计划将成本降低至约每公斤 1 万元以内，希望在更多场景中实现工业化应用。”

1.Wu,J.et al.Advanced Materials(2023).https://doi.org/10.1002/adma.202304364

运营/排版：何晨龙

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