4.定向進(jìn)化可幫助制造藥物

生物化學(xué)家們，尤其是進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)研究的那些生物化學(xué)家，他們已受到強(qiáng)烈的激發(fā)去試圖開(kāi)發(fā)DNA和RNA作為實(shí)用的化學(xué)劑。目前，如果一位患心臟病的中年病人被輪椅送進(jìn)急救室，就可以用現(xiàn)代化的藥物鏈激酶來(lái)治療。遺憾的是，病人可能對(duì)該藥物產(chǎn)生過(guò)敏性反應(yīng)——有些人用外源蛋白注射后常有此癥狀發(fā)生。根據(jù)設(shè)計(jì)的DNA或RNA而產(chǎn)生的抗凝血藥物，總有一天能夠緩解此病發(fā)作而又不會(huì)引起對(duì)鏈激酶的過(guò)敏性反應(yīng)。

定向進(jìn)化業(yè)已幫助生物技術(shù)工業(yè)制成這類(lèi)藥物。約翰·托勒及其同事希望開(kāi)發(fā)一種抗血栓形成蛋白凝血酶的抑制劑，他們不是向自然界去尋找答案，而是決定研究DNA分子的有用性狀。他們構(gòu)建了10¹³個(gè)單鏈DNA分子，各自具有不同的順序，把這些DNA分子群體同固定化于固體表面的凝血酶相接觸。

幾乎所有的DNA分子都未與凝血酶結(jié)合并易于從表面洗脫。但有0.01%的DNA分子（即約有10⁹個(gè)分子）仍然與凝血酶相結(jié)合。托勒及其合作者將這部分DNA分子回收后，應(yīng)用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)從這些選出的分子中產(chǎn)生了10¹³個(gè)后代。

托勒研究小組將此選擇倍增過(guò)程重復(fù)5代，這樣最終所產(chǎn)生的DNA分子群體就高度富集了結(jié)合凝血酶的能力，從緊密結(jié)合凝血酶的群體中分離得到的分子也因之而可以抑制血栓的形成。醫(yī)生們目前正將這些分子在狒狒和猴子身上做試驗(yàn)，而且也表現(xiàn)出作為有效抗凝血?jiǎng)┑淖饔谩?/p>

盡管凝血酶是一種沒(méi)有結(jié)合核酸的蛋白質(zhì)，可是已發(fā)現(xiàn)一個(gè)DNA順序可以貪婪地結(jié)合凝血酶。這一順序的存在事前是不可能預(yù)料的，但是只要一有機(jī)會(huì)它就通過(guò)重復(fù)多輪的選擇擴(kuò)增而明朗化。

科學(xué)家們已對(duì)大量的DNA或RNA分子群體進(jìn)行了結(jié)合各色各樣的靶的能力的研究。在早期成功的許多例子中就包含已知與核酸相互作用的靶，如結(jié)合細(xì)胞內(nèi)特定的RNA順序的調(diào)節(jié)蛋白。為了解關(guān)于RNA和蛋白質(zhì)靶（分子）之間的相互作用，生物化學(xué)家按慣例必須在RNA內(nèi)制造出單個(gè)而精密的突變體，并監(jiān)測(cè)它們是如何影響相互作用的。人們按此方式，通過(guò)玩有20個(gè)難題的一種分子游戲，就可逐漸地把結(jié)合機(jī)制的主要決定因子拼湊起來(lái)。