江大年夜团队开拓“多效合一”的超强细胞修复蛋白每克成本约100元

“我们设计了天下第一款超分子弹性蛋白，经由动物实验及细胞实验证明，经由动物实验及细胞实验证明，与其他明星分子功效比较，其所具备超强的细胞修复能力。

图丨吴俊俊（来源：吴俊俊）

值得关注的是，新型弹性蛋白具有分子量小、细胞修复能力强、水下粘附性强的特点。
详细来说，在分子量方面，透明质酸的分子量达几百万道尔顿，而新型弹性蛋白的分子量只有 2 万道尔顿，且接管性更好；细胞修复方面，该弹性蛋白具有强大的促进细胞迁移、损伤修复以及氧化损伤修复功能，厥后果优于三型胶原蛋白。
此外，新型弹性蛋白的水下黏附效果比贻贝蛋白更佳。

短期来看，超分子弹性蛋白作为新型底层质料，有望率先运用在高端扮装品和护肤品，实现促进皮肤修复和细胞增殖的效果。
从中期来看，该课题组操持将超分子弹性蛋白运用在医疗东西领域，以促进伤口的修复和愈合。

更长远来看，超分子弹性蛋白具备水凝胶的特性，可作为医美领域的组织添补剂，替代目前常用的透明质酸或胶原蛋白。
另一方面，该弹性蛋白还可用于土壤肥料替代聚谷氨酸，更快地促进植物根基的发育。

图丨干系论文（来源：Advanced Materials）

近日，干系论文以《一种通用且大略的肽自组装机制，用于开拓基于生物合成稠浊淀粉样弹性蛋白的超分子多功能纳米材料》（A general and convenient peptide self-assembling mechanism for developing supramolecular versatile nanomaterials based on the biosynthetic hybrid amyloid-resilin protein）为题揭橥在 Advanced Materials[1]。

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。

（来源：Advanced Materials）

在该研究中，研究职员首次创造自然界存在超分子自组装机制，即将有构造及没有构造的蛋白组装成为具有活性位点、外漏式的超分子构造。
此前，大部分超分子组装只能运用在短肽，而非大分子构造。
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 年韶光，课题组成员在研究过程中办理了两个关键性的问题。
首先，在探求通用性蛋白自组装机制运用到重组蛋白时，考试测验了很永劫光。
“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干系位点。
”吴俊俊说。

其次，在将自组装机制与弹性蛋白结合过程中，战胜了常用蛋白在常温下涌现蛋白聚拢的征象，即防止其形成沉淀。
他阐明道：“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构造的水凝胶，而不是沉淀的状态。
”

从提取效率方面来看，研究职员利用生物法，只须要 12 个小时便能够合成超分子弹性蛋白。
与之比拟的是，传统的从动物组织直接提取功能蛋白须要至少几年韶光。
“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。

图丨超分子弹性蛋白水凝胶具有极强的细胞粘附特性（来源：Advanced Materials）

据先容，目前，研究职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进程紧密干系。
一起走来，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得到硕士和博士学位，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，互助导师为国际合成生物学家当化先驱杰基斯林（Jay Keasling）教授。
2020 年 3 月，他回到母校江南大学担当教授、博士生导师。
吴俊俊表示，“须要明确的是，学科交叉并不是转行，以我们的研究方向为例，因此生物技能制造技能为根本，结合不同的学科的上风进行深度知识储备，走特色的交叉领悟之路。
”

下一步，该团队操持进行临床实验，来证明超分子弹性蛋白在医疗东西领域的效果，例如在伤口敷料运用或做临床性实验，确认其生物安全性。
“据我们估量，将超分子弹性蛋白推广至临床阶段大概须要三年韶光。
”他说。

另一方面，研究职员还操持授予该蛋白更多优秀特性，举例来说，将促进人体脊髓再生性药物的特性授予到蛋白，让它作为可再生药物治疗干系疾病。

据预估，目前超分子弹性蛋白基于实验室阶段的本钱大概在每克 100 元。
如果运用在护肤品中，可将蛋白调配为 0.5% 比例即可实现较好的效果。
吴俊俊阐明说道：“也便是说，每克蛋白可以配成 200 毫升的护肤品。
后续，我们操持将本钱降落至约每公斤 1 万元以内，希望在更多场景中实现工业化运用。
”

参考资料：

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