研究艾滋病毒的工作原理并对其进行破坏 - 彭博社
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在一个昏暗的房间里,一位科学家观察着模糊的计算机图像。化学家迈克尔·D·瓦尼递给一位访客一副价值1500美元的护目镜,监视器上的图像突然变得清晰——一张多彩的3D蜘蛛网悬挂在看不见的圆形隆起上。按下几个按钮,瓦尼旋转图像,放大,然后缩小。他正在查看癌细胞生长所需的酶的“轮廓图”。酶的一个口袋状部分可能是其致命弱点:恰当地放置在那里的药物可能成为抗癌药物。
瓦尼是加州拉霍亚的阿戈伦制药公司的研究员,他和其他人从生物学中收集线索,以了解导致疾病的原因。然后,他们尝试利用这些见解创造合成药物,以阻止疾病的发展。这种方法——生物技术与传统药物开发技术的结合——仍然存在争议,批评者称其未经验证。然而,在4月5日,阿戈伦让批评者们感到震惊。它表示已经解开了艾滋病毒复制所需的酶的结构。现在,阿戈伦正在测试旨在禁用该酶的药物。如果这些药物有效,它们可能会彻底阻止病毒。
阿戈伦在酶RNase H方面的工作故事可能预示着药物研究的未来。科学家们早已知道RNase H,并花费多年时间试图绘制其图谱。但遇到了一个障碍:很难获得足够的物质进行研究。
然后,从1989年底开始,阿戈伦的科学家们使用一系列生物技术手段来辨别RNase H的遗传构成。这给了他们形成该酶的化学物质的配方。他们将其拼接到细菌中,这些细菌生长出所需的大量物质以产生晶体——一种刚性、高度结构化的分子表示。接下来,阿戈伦的生物学家将蛋白质交给结晶学家,后者将其滴入特殊的井中,以促进晶体的生长。
快进。几周后,晶体出现了,每个晶体都比盐粒小。一个单独的晶体被放置在一个两英寸长的密封玻璃圆筒中,并从各个角度被X射线轰击。光的衍射模式通过计算机进行解读,帮助勾勒出分子在自然界中存在的三维图像。
一旦结构被确定,科学家们在计算机上进行了检查,发现酶帮助HIV病毒复制的关键节点。在RNase H的情况下,仅仅获得结构并识别其“活性位点”,这表明了最佳的禁用位置,便是一个重大的进展。在这一发现的消息发表在《科学》杂志的第二天,该公司的股票上涨了超过8美元。4月24日,Agouron与Schering-Plough公司签署了一项650万美元的协议,以在抗癌药物上使用这种方法。
在项目开始后的15个月,Agouron的化学家们手中已经有几种有前景的合成化学物质,可能会在其活性位点干扰RNase H。下一阶段将需要多轮筛选,以查看这些计算机设计的药物是否真的能禁用RNase H。
如果其中一种药物有效,仍然需要数年的动物和人类测试才能上市。但Agouron为达到这一点所采取的方法是“与传统制药行业的任何东西都不同,”该公司的总裁彼得·约翰逊说。这可能会成为拯救许多生命的捷径。