本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
鲨鱼和人类最后一次共同的鱼类祖先大约在5亿年前。从那时起，这两个谱系一直在互相为难。一直以来都有着不愉快的杀戮和食用的历史。最近人类一直在造成最大的伤害。然而，鲨鱼现在正在向我们伸出援手，帮助设计蛋白质，以帮助我们对抗疾病。
这些蛋白质被称为治疗性抗体，它们正在成为癌症诊断和治疗的有效工具。问题在于人类抗体相当脆弱：当制药公司试图制造它们时，很多都会分解。
相比之下，鲨鱼抗体则非常 robust。现在化学家们已经弄清楚了这种强度的来源——蛋白质中的一些额外特征，这些特征就像强力胶一样将它们粘合在一起。科学家们基于我们共同的古老进化遗产，已将这些鲨鱼特征工程化到人类抗体中，并使细胞产生它们。从这些细胞中产生了更多完整的抗体，并且这些抗体可以承受更多的损害。
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“我们发现更多这些抗体通过了细胞的质量控制检查点，”田纳西州圣裘德儿童研究医院的生物学家琳达·亨德肖特说，她是新研究背后的科学家之一，该研究于5月15日在美国国家科学院院刊在线发表。
鲨鱼与人类的联系最初在慕尼黑工业大学形成，化学家马蒂亚斯·费格（现就职于圣裘德）、约翰内斯·布赫纳和几位同事开始探索鲨鱼抗体的耐久性。这种强度有些非凡，因为当鲨鱼在海水中游泳时，它的抗体也在尿素的海洋中游泳。尿素是一种以分解蛋白质而闻名的物质。然而，鲨鱼需要大量的尿素，因为这种物质可以防止鲨鱼细胞失水和脱水。因此，抗体需要抵抗这种必要的“恶魔”。
它们抵抗分解的方式被证明是它们结构的一部分。抗体是长链，会折叠和扭曲。研究人员制作了称为免疫球蛋白新抗原受体的鲨鱼抗体的分子图像，并了解到这些蛋白质有两个区域，就像强力胶一样，将不同的片段粘合在一起。
亨德肖特说，其中一个区域被称为“盐桥”，它一端带有正电荷，另一端带有负电荷。异性相吸，就像磁铁一样，防止抗体展开。费格说，另一个区域是一个大的疏水性氨基酸基团，称为核心。当它们从抗体外部的水中移开并相互靠近时，这些酸会施加更大的力，将抗体结合在一起。
科学家们还了解到，虽然鲨鱼和人类抗体是由不同的成分序列组成的，但它们的整体形状非常相似。它们的链都具有相同的“V”形或铰链。这些相似之处让研究人员有信心尝试将鲨鱼特征添加到人类抗体中。
利用基因工程，科学家们修改了制造桥和核心的鲨鱼基因，并将它们添加到制造人类抗体的基因中。首先，他们让细菌产生转化后的抗体，然后诱导哺乳动物细胞也这样做。他们发现，当包括这两个特征时——单独一个特征不够好——抗体可以抵抗尿素以及其他分解来源，如高温。
令亨德肖特特别鼓舞的是，这些抗体的总体产量增加了。抗体是在细胞器中产生的，这些细胞器对成品进行质量检查，阻止有缺陷的抗体。因此，她说，更多的抗体通过了细胞自身的测试。这从制造角度来看很有吸引力，生物技术和制药公司可以使用它。
“当然，我们尚不清楚的是，这种技术是否会增加抗体在血液中的半衰期，”她说。“那是接下来要做的关键测试。” 就像许多创新架构一样，它可能在小规模模型中运行良好，但在现实世界中构建某些东西可能会暴露出意想不到的设计缺陷。