Divergent directed evolution of a TetR-type repressor towards aromatic molecules

Mohamed A. Nasr1,2,4, Vincent J.J. Martin1,2,* and David H. Kwan 1,2,3,4, *

细胞行为的重编程是合成生物学的标志之一。为此，原核变构转录因子(aTF)被重新用作将小分子信号转化为细胞反应的多功能工具。扩展 aTFs 工具箱用来识别新的诱导剂分子在许多应用具有重要意义。在这项研究中，我们首先使用来自谷氨酸棒杆菌的 TetR 家族阻遏物 RolR 在大肠杆菌中建立了一个间苯二酚响应的基于 aTF 的生物传感器。然后，我们沿着 RolR 的适应度景观进行迭代，以识别新的诱导剂特异性，包括儿茶酚、甲基儿茶酚、咖啡酸、原儿茶酚酸、L-DOPA 和肿瘤生物标志物高香草酸。最后，我们通过将这些改造的 aTFs 移植到模式真核生物酿酒酵母中来展示它们的多功能性。

这项工作为在实验室时间尺度上将配体特异性扩展到新的分子提供了高效的 aTF 工程框架。这对于蛋白质和代谢工程以及即时诊断等广泛应用具有不可估量的价值。

Signal Peptide Efficiency: From High-Throughput Data to Prediction and Explanation

Stefano Grasso, Valentina Dabene, Margriet M. W. B. Hendriks, Priscilla Zwartjens, René Pellaux, Martin Held, Sven Panke, Jan Maarten van Dijl,* Andreas Meyer, and Tjeerd van Rij*

蛋白质通过一般分泌(Sec)途径穿过生物膜是一个普遍保守的过程，在细胞生理和重要的工业应用中具有关键作用。蛋白质通过其 N 末端的信号肽定向进入 Sec 途径。迄今为止，由于信号肽的序列变异，尚未实现对理化信号肽特征对蛋白质分泌水平的影响的估计。为了阐明影响分泌效率的信号肽序列的相关特征，我们使用一种新型的小型化高通量分析对约 12,000 种不同的设计信号肽进行了评估。研究结果被用于训练机器学习模型，并提供了该模型的事后解释。

Enhanced anti-angiogenetic effect of transferrin receptor-mediated delivery of VEGF-trap in a glioblastoma mouse model

Peng Zhao1 , Yasuaki Anami1 , Peng Gao, Xuejun Fan, Leike Li, Kyoji Tsuchikama, Ningyan Zhang, and Zhiqiang an

胶质母细胞瘤(GBM)是一种常见且具有侵袭性的脑肿瘤，占成人脑肿瘤的 60%。由于 GBM 的高血管密度，抗血管生成治疗是一个有吸引力的选择。然而，最有名的抗血管生成药物贝伐珠单抗和阿柏西普在 GBM 患者中未能显示出显著的益处，其中一个原因是由于血脑屏障(blood - brain barrier, BBB)的存在限制了抗体疗法的脑穿透，而抗血管生成疗法诱导的血管正常化效应进一步加强了 BBB。为了研究通过转铁蛋白受体(TfR)介导的跨血脑屏障递送增加脑内药物浓度是否可以增强抗血管生成抗体疗法的疗效，我们首先发现了一种抗体，它与小鼠 TfR 的顶端结构域结合，并且不与与 TfR 结合的天然配体转铁蛋白(Tf)竞争。然后，我们设计了两种双特异性抗体，融合了血管内皮生长因子(VEGF)-Trap 和 TfR 靶向抗体。

IMPROVING ANTIBODY AFFINITY USING LABORATORY DATA WITH LANGUAGE MODEL GUIDED DESIGN

Ben Krause 1 Subu Subramanian 3 Tom Yuan 2 Marisa Yang 2 Aaron Sato 2 Nikhil Naik 1

蛋白质设计涉及搜索庞大的序列空间，以发现具有期望特性的序列。预训练在通用蛋白质数据集上的语言模型（LMs）已显示出使这个搜索空间变得可行的潜力。然而，仅在自然序列上训练的 LMs 在创建具有新功能蛋白质方面存在局限性。在这项工作中，我们结合使用多种方法，基于在抗 CD40L 单域抗体库活动中收集的实验室数据对预训练的 LMs 进行微调，以开发一个集成评分函数来模拟适应度景观并指导新抗体的设计。 

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