G卵白偶联受体（gpcr）是人类细胞外貌卵白中最大和最多样化的一类。这些受体可以被视为“交通指挥”，将信号从外部转达到细胞内部，并加入许多心理历程。鉴于它们在细胞通讯、细胞生长、免疫反应和感受知觉中的主要作用，许多针对gpcr的药物已经被开发出来，用于治疗哮喘、过敏、抑郁症、高血压和心脏病等疾病。事实上，现在有凌驾300种与GPCR相关的药物处于临床试验阶段，其中36%的药物针对60多种新的GPCR靶点，而不是已经批准的药物。别的，靶向gpcr的药物占全球治疗药物市场份额的27%。因此，任何能够加速gpcr研究的手艺都可能引发重大的连锁反应，最终为千百万人带来更有用的治疗要领。
现在，诸如低温电子显微镜、光遗传学、盘算要领和人工智能、生物传感器和无标签手艺以及单细胞手艺等要领正在被用于GPCR药物的发明和开发。其中，基于酵母的单细胞要领是研究gpcr最有用的平台之一。除了在啤酒和面包制作中的普遍应用外，酿酒酵母作为宿主研究人源性gpcr也有很长的历史。虽然一些gpcr可以被刷新以增强其稳固性和功效，以利便实验，但大大都gpcr在酵母细胞中不可很好地施展作用。这个恒久保存的问题大大减缓了我们对gpcr的明确和针对它们的新药开发的希望。
在这种配景下，日本东京理工大学（TUS）的研究小组最近提出了一种立异战略，可以恢复酿酒葡萄球菌（S. cerevisiae）中人源性GPCR人组胺3（H3R）的活性。他们的研究揭晓在《Scientific Reports》第13卷上，由来自美国的Mitsunori Shiroishi副教授向导，Ayami Watanabe女士和Ami Nakajima女士配合撰写。
图片信息：提出的要领涉及在人源性受体H上引起随机突变3R并将改变的遗传密码引入酵母作育物中。这样就可以利便地筛选恢复受体正常功效的突变。
“H3R主要在神经系统中表达。它涉及认知功效，它的抑制与种种疾病的治疗效果有关，如多动症、精神破碎症、阿尔茨海默病和爆发性睡病，”Shiroishi博士诠释说。通过起源实验，该团队批注，H3R在酵母中表达时变得无功效。
为了恢复其功效，研究小组使用了一种称为易蜕化聚合酶链反应的手艺，在H3R基因中引入随机突变。在爆发了一个随机的H3R突变文库之后，他们将修饰过的DNA片断引入酵母细胞，并在H3R激动剂的保存下作育它们。H3R激动剂是一种与H3R团结并引发可丈量反应的化合物。通过多次作育筛选，研究职员获得了四个恢复正常H3R活性的突变体。这些突变体只对一种含有某些g嵌合体卵白的酵母菌株爆发反应。认真恢复生性的突变位于对GPCR激活主要的氨基酸序列基序周围。
这种研究gpcr的立异要领可能具有深远的意义，特殊是在医学和细胞生物学领域。“sunbet研究可以资助剖析gpcr的功效，甚至可能导致副作用更少的药物的开发，以及支持现在尚无治疗要领的疾病的药物发明，”Shiroishi博士说。现在正在起劲开发以gpcr为靶点的药物的许多治疗领域，包括阿尔茨海默病和精神破碎症等神经系统疾病、高血压和心力衰竭等心血管疾病、种种类型的癌症和代谢杂乱。
更深入地相识GPCR变异及其对个体的差别影响，也可能带来个性化医疗的新要领。凭证个体的基因组成和特定的疾病特征定制gpcr靶向药物可能会大大改善治疗效果。别的，在天下规模内为大宗人群提供非专利GPCR治疗也可能成为现实，这将减轻卫生保健系统的肩负。
这项研究的效果将为每小我私家的康健未来铺平蹊径。
关于东京理科大学
东京理科大学（TUS）是一所着名的受人尊重的大学，该大学建设于1881年，通过向研究职员、手艺职员和教育事情者贯注对科学的热爱。学校以“为自然、人与社会的协调生长创立科学手艺”为使命，开展了从基础科学到应用科学的普遍研究。它是亚洲唯逐一所在自然科学领域作育出诺贝尔奖获得者的私立大学。
期刊：Scientific Reports
DOI：10.1038/s41598-023-43389-z
文章问题：Recovery of the histamine H3 receptor activity lost in yeast cells through error-prone PCR and in vivo selection
