Caffeine-Operated Synthetic Modules for Chemogenetic Control of Protein Activities by Life Style.
カフェイン作動性合成モジュールによる生活様式に基づくタンパク質活性のケモジェネティック制御 (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- 未確定
- 出版年
- 2021
- 出典
- doi.org
- 抄録の表示
- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/03
- 鮮度
- 確認期限内
- 確認段階
- 自動処理
- 記録状態
- 公開
日本語要約(機械生成)
本研究では、カフェインおよびその代謝物、さらにはコーヒーや茶、清涼飲料水などのカフェイン含有飲料によって生物学的プロセスを操作できる、遺伝子コード化されたカフェイン作動性合成モジュール(COSMO)を導入した。COSMOは抗カフェインナノボディを細胞ベースのハイスループットスクリーニングにより進化させた化学誘導二量体化(CID)システムであり、カフェイン誘導性のカルシウムチャネル開閉、ネクロプトーシスによる腫瘍殺傷、増殖因子非依存的なチロシン受容体キナーゼシグナル伝達の活性化、SARS-CoV-2スパイクタンパク質に対するナノボディ抗原認識の増強を可能にする。さらに合理的設計によりカフェイン感受性が34〜217倍向上し、EC50は16.9ナノモルに達した。これはFKBP-FRB-ラパマイシン複合体と同等の強力なCIDシステムである。また、長いリンカーで連結した二価COSMO(biCOSMO)は分子内二量体化を促進し、宿主タンパク質に挿入することで精密スイッチとして機能する。これらのモジュールは、日常的に摂取されるカフェイン飲料で制御可能な治療用細胞や生物製剤の開発を加速すると期待される。
この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。
抄録
A genetically encoded caffeine-operated synthetic module (COSMO) is introduced herein as a robust chemically induced dimerization (CID) system. COSMO enables chemogenetic manipulation of biological processes by caffeine and its metabolites, as well as caffeinated beverages, including coffee, tea, soda, and energy drinks. This CID tool, evolved from an anti-caffeine nanobody via cell-based high-throughput screening, permits caffeine-inducible gating of calcium channels, tumor killing via necroptosis, growth factors-independent activation of tyrosine receptor kinase signaling, and enhancement of nanobody-mediated antigen recognition for the severe acute respiratory distress coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spike protein. Further rationalized engineering of COSMO leads to 34-217-fold enhancement in caffeine sensitivity (EC50 = 16.9 nanomolar), which makes it among the most potent CID systems like the FK506 binding protein (FKBP)-FKBP rapamycin binding domain (FRB)-rapamycin complex. Furthermore, bivalent COSMO (biCOMSO) connected with a long linker favors intramolecular dimerization and acts as a versatile precision switch when inserted in host proteins to achieve tailored function. Given the modularity and high transferability of COMSO and biCOSMO, these chemical biology tools are anticipated to greatly accelerate the development of therapeutic cells and biologics that can be switched on and off by caffeinated beverages commonly consumed in the daily life.
DOI 10.1002/advs.202002148
PMID 33552855
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