系统分子演化实现生物分子发掘

近日，美国麻省理工学院Kevin M. Esvelt、Erika A. DeBenedictis等研究人员合作通过系统分子演化实现有力的生物分子发掘。这一研究成果2021年12月30日在线发表于《自然—方法学》。

研究人员开发了一个机器人系统，称为噬菌体和机器人辅助的近连续演化（PRANCE），通过在高通量下进行噬菌体辅助的连续演化来全面探索生物分子演化。PRANCE实施了一个自动反馈控制系统，根据对每个分子活动的实时测量，调整选择的严格程度。在演化三种不同类型的生物大分子时，研究人员发现演化被随机机会和环境变化的历史模式重现地改变。这项工作提高了蛋白质工程的可靠性，使人们能够系统地分析支配生物分子演化的历史、环境和随机因素。

据悉，当来自环境的选择压力随着时间的推移形成遗传性变异时，演化就会发生。在实验室里，演化通常被用来设计蛋白质和RNA，但实验约束限制了可重复和可靠地探索的能力，诸如种群多样性、环境变化的时间和结果的机会等因素。