马克霍沃斯的实验室牛津大学(University of Oxford)致力于基于自然界发现的分子特征开发操纵生物学的新工具，其最终目标是改善疾病，尤其是癌症的诊断。他们最近推出了SpyTag / SpyCatcher系统，基于一种从酿脓链球菌它将自己锁在一起，产生不可逆的蛋白质-肽相互作用。发表在美国国家科学院院刊今年3月，他和他的同事们又向前迈出了重要的一步，对其进行了剖析链球菌蛋白质分为三部分。他们的努力产生了一种蛋白质，他们称之为SpyLigase(Spy来自于链球菌中的“S”和化脓基因中的“py”)，能够将两个肽标签锁在一起。
SpyLigase克服了肽标签使用上的局限性，后者通常只形成弱的可逆键。Howarth的团队已经在美国国家科学院院刊的论文中证明了SpyLigase可以用来连接针对常见肿瘤标记物的附属体或抗体，从而捕获表达低水平肿瘤抗原的癌细胞。我请Howarth告诉我们更多关于SpyLigase的情况，它的发展，以及它的潜在用途。
开发新工具
Addgene:你从哪里得到这个想法的SpyLigase？
霍沃斯:它来自于我们开发SpyTag/SpyCatcher系统的工作，该系统能够以一种基因编码的方式不可逆地抓住蛋白质。SpyTag很好，很小，只有13个氨基酸，但是SpyCatcher是一种蛋白质。你可以把“SpyCatcher”融合到其他东西上，但如果能把一个肽标签连接到另一个肽标签上就更好了。
Addgene:肽标签在构建更大的蛋白质组装时的优势是什么?
霍沃斯:肽标签可以是非常通用的;你应该能够对所有不同的蛋白质系统使用相同的肽标签它们不应该碍事。特别是我们想要通过共价键来构建聚合体这样聚合体就不会解体，即使是在几天之后或者在有外力作用的情况下。对于我们正在研究的应用，循环肿瘤细胞的磁分离，我们发现结合的稳定性对有效捕获非常重要。我们希望能够建立一个由共价键连接的高度多价组装，这样链中就不会有薄弱环节。
Addgene:是怎样的酿脓链球菌蛋白质结构使它成为这个目的的理想选择?是什么让你这么做的?
霍沃斯:我们在圣安德鲁斯的合作伙伴Uli Schwarz-Linek发现了这个领域。它体积小，高度稳定，并且有这种神奇的化学作用将域锁在一起——没人知道为什么。许多其他革兰氏阳性细菌的表面蛋白质中也有这种化学物质。在它们用来固定在宿主细胞上的菌毛中研究得最好。
Addgene:在这一过程中有什么主要障碍吗?
霍沃斯:只是平常的血汗和泪水。(感谢我们的健康的献血者在我们设计细胞捕获系统的时候继续工作。)
癌症和其他应用
Addgene:这项技术在癌症方面意味着什么?
霍沃斯:捕获循环肿瘤细胞(ctc)将对我们对癌症的理解和治疗产生重大影响。很明显，我们需要捕获各种不同的ctc来应对癌症的变异，而不仅仅是具有高标记表达水平的ctc。实验室一直在尝试不同的方法来改善CTC捕获，但我希望我们的抗体触手可以对这一挑战产生影响，无论是磁性捕获还是微流控设备的捕获。
Addgene:你认为这个工具还有什么其他用途?
霍沃斯:多聚蛋白是利用原子力显微镜(AFM)进行蛋白质力学研究的有用材料。也许多抗体可以帮助捕获其他罕见的细胞类型，比如干细胞或感染了疟疾或其他寄生虫的细胞。
Addgene:对于那些希望第一次购买和使用SpyLigase系统的人，你有什么特别的建议或技巧吗?
霍沃斯:美国国家科学院院刊论文(3月17日在网上发表)应该涵盖它。
Addgene:好的，谢谢你的时间，谢谢你把质粒和Addgene放在一起。
霍沃斯:我们将我们所有可能对他人有用的质粒提交给Addgene。我是超级粉丝;谢谢你的t恤!
引用:
SpyLigase肽-肽连接聚合附属体增强磁性癌细胞捕获。菲勒等人(美国国立科学院2014年3月17日)。PubMed）
肽标签通过改造细菌黏附素与蛋白质形成快速共价键。Zakeri et al (Proc Natl academy Sci U S A. 2012 3月20日;109(12):E690-7。Epub 2012 2月24日。PubMed）
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