在生命数十亿年的发展历程中|定向进化：驾驭进化的力量( 二 )

如何发现某个基因能否产生新的抗体？科学家一直在找一个“好演员” ，希望它能够把这种基因很好地展示出来。 1985年，史密斯率先发现了这个“好演员” ，它就是噬菌体。就像它的名字一样，噬菌体是一种能够感染和吞食细菌的病毒。
科学家将可能产生新抗体的基因，通过特殊的方法插入到噬菌体的基因后发现，这些基因编码的蛋白质和噬菌体的外壳蛋白质完美地融合在一起，展示在噬菌体的外壳上。因此，科学家把这种独特的技术叫作“噬菌体展示技术” 。由于新培育的蛋白质能明明白白地展示在噬菌体的表面，科学家就很容易从中找到适合做新抗体的蛋白质，也能反推出产生这种新抗体的决定性基因。
由于噬菌体生命周期短，繁殖速度快，能让科学家快速地找到新抗体。通常只需要2周时间，科学家就能找到某个抗体对应的基因，这就增加了科学家对新抗体的挑选余地。经过近30年的发展和完善，噬菌体展示技术已开始造福人类。这种技术被广泛应用于抗原抗体库建立、药物设计、疫苗研究、病原检测、基因治疗等领域。
噬菌体展示系统模拟了自然免疫系统，使我们有可能模拟体内抗体生成的过程，让抗体能够加速进行定向进化，从而大大地提高了免疫药物的研发和生产速度。噬菌体展示技术在定向分子进化过程中发挥了极大的作用，不仅在抗体研究领域成果显著，而且还能在酶及其活性的研究中发挥效力。许多科学家都利用史密斯开发出的噬菌体展示技术进行科学研究，其中具有显著成效的是温特。
在获知史密斯的噬菌体展示技术后，温特开展了大量的抗体定向进化研究。他不断地使用在实验室中获得的特定基因，将其插入到噬菌体基因中，然后分析噬菌体产生的新蛋白质，最后从中筛选出新的抗体。他因此成了第一个利用抗体定向进化技术发明新药的人。这个药物是阿达木单抗（单克隆抗体），从2002年开始正式用于治疗类风湿关节炎、银屑病和炎症性肠病。
定向进化是人类对生命认知的一次重大变革，它将对未来地球生命产生重大而深远的影响。如果用好这些工具，我们不但可以健康长寿，而且还可以让人类的生命家园更加美好。当然，我们也得警惕定向进化被坏人利用，从而设计出不利于人类的奇特生物，那很可能会改变地球生态，给人类带来难以想象的灾难。
来源：北京邮电大学出版