昆蟲表皮蛋白自組裝機制取得新突破

昆蟲表皮作為自然界中最復雜的自組裝系統之一，含有數以百計的表皮蛋白，這為篩選具有自組裝潛能的昆蟲表皮蛋白肽(ICP）提供了無限可能。近日，大連理工大學劉田教授與中國農業科學院楊青教授、清華大學高華健教授以及南洋理工大學俞璟副教授合作，在昆蟲表皮蛋白自組裝機制及相關應用方面取得突破，相關成果發表在《自然—納米技術》上。

玉米螟是我國一類農作物病蟲害，其鉆蛀特性是導致其防治困難的主要原因之一，而堅硬的頭殼正是發揮其鉆蛀功能的主要器官。作者從亞洲玉米螟頭殼表皮轉錄組中發現了233種表皮蛋白，并從中篩選了9種具有重復序列的ICP。非常罕見的是，其中三種ICP（WA30、VV30和NS36）能夠在水和丙酮的混合溶劑中自發組裝成納米膠囊，而不需要添加任何的模版。

研究表明，上述肽基納米膠囊的形成得益于溶劑濃度梯度自組裝技術。當ICP水溶液與丙酮混合時，會發生液液相分離。ICP納米膠囊可以通過簡單的溶劑置換工藝制備，并在藥物遞送方面具有一些獨特的優勢。該理論能夠在一定程度上解釋昆蟲新表皮脫水過程中的表皮蛋白組裝機理，進而為闡明昆蟲表皮形成機制提供新思路。此外，ICP納米膠囊在人體內降解緩慢，可以提高藥物的釋放并且副作用較低。

研究制備的ICP納米膠囊在腫瘤治療、基因治療和疫苗遞送等方面均具有較大的應用前景。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41565-024-01654-w