新しいスクリーニング技術がタンパク質変化の検出能力を高める(New Screening Tool Amplifies Detection of Protein Changes)

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2026-09-01 スタンフォード大学

スタンフォード大学の研究チームは、細胞内のタンパク質量のごく小さな変化を増幅して検出する新しい高スループット測定法を開発した。タンパク質量のわずかな変動は細胞機能や疾患、薬剤効果に大きく影響するが、従来法では低存在量タンパク質の微小変化を検出しにくく、多数のタンパク質や薬剤を並列評価することも困難だった。新手法では、対象タンパク質の分解に応じて転写因子を作動させ、蛍光タンパク質などのシグナルを増幅する「分子スイッチ」を細胞内に構築。少数の細胞からでも微小なタンパク質減少を強い光信号として可視化・定量できる。色の異なる蛍光やRNAバーコードへの拡張も可能で、数百種類の薬剤・タンパク質を並列スクリーニングできるため、疾患原因タンパク質を分解する創薬や細胞機能研究の高速化が期待される。

<関連情報>

タンパク質分解による比率測定的転写活性化 Ratiometric transcriptional activation by protein degradation

Melissa A. Gray ∙ Katelyn L. Randal ∙ Jennifer A. Co ∙ … ∙ Nathanael S. Gray ∙ Steven M. Corsello ∙ Steven M. Banik
Cell  Published:September 1, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.08.009

新しいスクリーニング技術がタンパク質変化の検出能力を高める(New Screening Tool Amplifies Detection of Protein Changes)

Highlights

  • Circuits activate transcription in response to protein degradation in live cells
  • Detection sensitivity is defined by the POI-inhibitor-to-transcription-factor ratio
  • Protein degradation signal can be amplified and multiplexed with diverse outputs
  • Multiplexed screening rapidly identifies molecular glue degraders

Summary

Cells can respond to alterations in the abundances of specific proteins through transcriptional outputs. Synthetic approaches inspired by native post-transcriptional circuits that convert protein abundance changes into programmable gene expression would be transformative. Here, we discover and describe design principles that effectively convert protein degradation into transcriptional outputs in live cells. We define ratiometric transcriptional activation, where control over the ratio between a transcription factor and a protein of interest fused to its inhibitor enables detection of abundance changes with high sensitivity at scale. We show that ratiometric transcriptional activation can be implemented in single cells using triply orthogonal circuits or in multicellular pools, operating independently of the mechanism of protein downregulation and enabling simultaneous detection of multiple protein downregulation events through outputs such as cell survival, fluorescent protein expression, or barcode sequencing. These circuits can be applied to oncogenic targets and enable discovery of new molecular glue degraders.

生物化学工学
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