推荐一篇发表在Nature上的文章“Targeted protein relocalization via protein transport coupling”，本文通讯作者是斯坦福大学化学系的Steven M. Banik教授，他们课题组致力于通过基于化学生物学和生物学的分子设计与构建，实现哺乳动物系统功能的重塑。本文中，作者设计并合成了一系列生物正交化学小分子，实现了目的蛋白质亚细胞定位的调控。
有序的亚细胞分布使得细胞与机体中的蛋白质能够时刻维持生物体的稳态，而异常的转运与定位往往是疾病的基础。此前的报道中指出，RNA结合蛋白TDP43和肉瘤融合蛋白FUS的胞质易位是肌萎缩侧索硬化症（ALS）的生物学靶标，而目前对其仍未有有效的治疗手段。因此，为了解决这一问题，本文中，作者开发了靶向定位激活分子系统（TRAM），试图将目标蛋白进行重新定位。这个系统包括一个锚定蛋白，一个靶标蛋白，以及一个能够结合并招募两者的化学小分子探针。首先，他们将TRAM系统应用于EcDHFR-NMNAAT1体系中。EcDHFR被NES锚定在胞质中，而融合了FKBP12突变体的NMNAAT1可以被带有EcDHFR和FKBP12突变体靶向基团的探针有效地招募到细胞质中。同时，将EcDHFR锚定在细胞核后，目的蛋白同样可以实现有效的细胞核招募，证明体系的有效性。
为了将TRAM系统拓展到其他蛋白的组合中，研究者构建了蛋白质相对再定位能力的量化系统。他们在一系列带有NES靶标蛋白且表达雌激素受体（ERα）或糖皮质激素受体（GR）的细胞系中，使用不同浓度的TRAM分子的处理，观察蛋白信号的分布情况，最终评价其迁移能力。结果显示，不同蛋白之间的内在特性差异较大，具有非常不同的迁移能力。
基于此，作者在多种蛋白体系中进行重定位测试。结果显示，他们成功地将包括TDP43(ΔNLS)和FUS(R495X)等致病突变体在内的蛋白重新定位回了正常生理的亚细胞空间中。同时，通过基因编辑技术，他们在缺少小分子靶向的内源蛋白上组装上了GFP-FKBP12(F36V)，实现了内源蛋白的重定位。最后，他们在神经元上，将NMNAT1蛋白进行了重新定位，最终有效地阻止了轴突损伤，证明了其治疗潜力。
综上，本文中，作者设计并构建了TRAM平台，通过生物正交化学小分子，将目的蛋白引导到锚定蛋白上，实现了目的蛋白定位的重编程，重塑了其生物学功能，对于相关疾病的治疗具有重要的意义。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07950-8文章引用：10.1038/s41586-024-07950-8
