一文轻松读懂噬菌体展示技术
信息来源：金开瑞 作者：genecreate 发布时间：2020-06-01 17:07:20
噬菌体展示技术是一种基于定向进化的高通量筛选技术,大大拓展了定向进化技术在抗体多肽改造筛选方面的应用。本文围绕噬菌体展示技术的原理、发展历程、应用、优势、常见问题及解析五个主题为大家细致讲解，让您一文轻松读懂噬菌体展示技术。
01Part1 什么是噬菌体展示技术
噬菌体展示技术通过将外源肽段和噬菌体衣壳蛋白融合展示于噬菌体表面，进行高通量筛选及富集，并对所需功能的克隆进行定性分析，该技术展示对象涵盖抗体、抗体片段、肽段、cDNA等。在对抗体库的研究中，噬菌体展示技术可对人和其他动物的B细胞抗体库进行体外建库筛选，避开了免疫和细胞融合等步骤从而缩短实验周期并增加了稳定性，该技术还具有筛选容量大、可发酵大量生产、方法简单等优点。
1985年Smith实验:某基因片段与III基因连接后会表达与噬菌体表面井可与特异性抗体结合
1986年Geysen的理论基础，含关键aa残基的短肽可以模拟蛋白上的抗原决定簇，蛋白间互作是通过局部肽段间的相互作用实现的
1988年Parmley和Smith实验，B-gal表达于噬菌体表面，仍具有活性，可被持异性抗体识别
1900年George验证，噬菌体不会因为外源DNA片段的插入影响其本身的粘附、侵入、整合的功能
1990年Scott、 Cwirla、 Devlin实验，fd、M1菌体构建随机六肽库，用抗体筛选出的段序列与抗原决定的部分序列一致，证实了噬薗体展示的理论基础
2018年George P. Smith 和 Gregory P. Winter 教授因在“ 多肽及抗体的噬菌体展示” (“ thephage display of peptides and antibodies”)技术方面的开创性工作与应用获得诺贝尔化学奖[1]
此后，随着大量噬菌体展示文库的构建、遗传操作体系的建立以及展示平台与体系的拓展，噬菌体展示技术在不同领域，尤其是在蛋白质和抗体相关领域中发挥重要作用。
03Part3 噬菌体展示技术的应用
诊断用的疫苗研发及生产
研究新型的基因导向系统
研究蛋白质与核酸相互作用
肿瘤研究及药物靶向治疗
酶抑制剂筛选
构建抗体/cDNA文库
Eg1：从HBx（肝癌相关抗原）单抗细胞中克隆重链可变区基因，重组入M13噬菌体，验证表达产物具有活性，然后表达出单链抗体、单域抗体或嵌合抗体，为肝癌导向治疗研究提供基础。
Eg2：为解决非典型嗜血流感杆菌毒力因子表面蛋白混合寡糖LOS制备疫苗遇到的免疫原型弱的问题，用兔抗LOS筛选肽库，得到4个一致性序列，其中3个与兔抗亲和力高。用筛选得到的3个高亲和力肽免疫兔得到的抗体对染病小鼠模型具有抗体保护性作用。
04Part4 噬菌体展示技术常见问题与解答
戳这里：【抗体篇】-39丨噬菌体展示技术常见问题与解答
05Part5 金开瑞噬菌体展示技术服务
一、技术简介技术简介
金开瑞开发的噬菌体展示技术服务平台涵盖了天然抗体库、免疫抗体库、scFv抗体库、多肽库等常用的文库类型，同时我们还提供基于噬菌体抗体库技术的双特异性抗体定制和抗体人源化服务，为您提供高质量的抗体库文库及准确高效的筛选结果。
二、技术特点术优势
1、固相和液相噬菌体展示文库筛选经验丰富，可自动化进行噬菌体展示高通量筛选，实现快速交付
2、天然抗体文库库容可高达1010及以上，免疫抗体文库库容可达至少107及以上
3、引入先进的亲和力检测技术，深入的生物信息学分析，选择最佳的人源框架区序列快速且高通量筛选高亲和力及高产量的人源化抗体
4、大于90%以上的片段插入率
三、技术流程
1.噬菌体抗体库构建：
随机多肽/蛋白多肽核酸序列合成
组织RNA抽提及cDNA制备目的基因/抗体基因克隆基因插入载体电转大肠杆菌抗体库库容及多样性检测
2.抗体库筛选：
靶分子暴露靶分子与噬菌体结合洗脱扩增得到筛选到的基因及表达产物。
四、服务内容
参考文献
[1] 曲戈，2018诺贝尔化学奖：酶定向进化与噬菌体展示技术，生物学杂志。
[2] Nobel Prizes 2018 [J]. Angew Chem Int Ed, 2018, 57: 14683 - 14683.
[3] The Nobel Prize [ EB / OL]. https: / / www. nobelprize. org / prizes/ chemistry /2018 / summary / .
01Part1 什么是噬菌体展示技术
噬菌体展示技术通过将外源肽段和噬菌体衣壳蛋白融合展示于噬菌体表面，进行高通量筛选及富集，并对所需功能的克隆进行定性分析，该技术展示对象涵盖抗体、抗体片段、肽段、cDNA等。在对抗体库的研究中，噬菌体展示技术可对人和其他动物的B细胞抗体库进行体外建库筛选，避开了免疫和细胞融合等步骤从而缩短实验周期并增加了稳定性，该技术还具有筛选容量大、可发酵大量生产、方法简单等优点。
图1噬菌体展示技术示意图[1-3]
02Part2 噬菌体展示技术的发展历程1985年Smith实验:某基因片段与III基因连接后会表达与噬菌体表面井可与特异性抗体结合
1986年Geysen的理论基础，含关键aa残基的短肽可以模拟蛋白上的抗原决定簇，蛋白间互作是通过局部肽段间的相互作用实现的
1988年Parmley和Smith实验，B-gal表达于噬菌体表面，仍具有活性，可被持异性抗体识别
1900年George验证，噬菌体不会因为外源DNA片段的插入影响其本身的粘附、侵入、整合的功能
1990年Scott、 Cwirla、 Devlin实验，fd、M1菌体构建随机六肽库，用抗体筛选出的段序列与抗原决定的部分序列一致，证实了噬薗体展示的理论基础
2018年George P. Smith 和 Gregory P. Winter 教授因在“ 多肽及抗体的噬菌体展示” (“ thephage display of peptides and antibodies”)技术方面的开创性工作与应用获得诺贝尔化学奖[1]
此后，随着大量噬菌体展示文库的构建、遗传操作体系的建立以及展示平台与体系的拓展，噬菌体展示技术在不同领域，尤其是在蛋白质和抗体相关领域中发挥重要作用。
03Part3 噬菌体展示技术的应用
诊断用的疫苗研发及生产
研究新型的基因导向系统
研究蛋白质与核酸相互作用
肿瘤研究及药物靶向治疗
酶抑制剂筛选
构建抗体/cDNA文库
Eg1：从HBx（肝癌相关抗原）单抗细胞中克隆重链可变区基因，重组入M13噬菌体，验证表达产物具有活性，然后表达出单链抗体、单域抗体或嵌合抗体，为肝癌导向治疗研究提供基础。
Eg2：为解决非典型嗜血流感杆菌毒力因子表面蛋白混合寡糖LOS制备疫苗遇到的免疫原型弱的问题，用兔抗LOS筛选肽库，得到4个一致性序列，其中3个与兔抗亲和力高。用筛选得到的3个高亲和力肽免疫兔得到的抗体对染病小鼠模型具有抗体保护性作用。
04Part4 噬菌体展示技术常见问题与解答
戳这里：【抗体篇】-39丨噬菌体展示技术常见问题与解答
05Part5 金开瑞噬菌体展示技术服务
一、技术简介技术简介
金开瑞开发的噬菌体展示技术服务平台涵盖了天然抗体库、免疫抗体库、scFv抗体库、多肽库等常用的文库类型，同时我们还提供基于噬菌体抗体库技术的双特异性抗体定制和抗体人源化服务，为您提供高质量的抗体库文库及准确高效的筛选结果。
二、技术特点术优势
1、固相和液相噬菌体展示文库筛选经验丰富，可自动化进行噬菌体展示高通量筛选，实现快速交付
2、天然抗体文库库容可高达1010及以上，免疫抗体文库库容可达至少107及以上
3、引入先进的亲和力检测技术，深入的生物信息学分析，选择最佳的人源框架区序列快速且高通量筛选高亲和力及高产量的人源化抗体
4、大于90%以上的片段插入率
三、技术流程
1.噬菌体抗体库构建：
随机多肽/蛋白多肽核酸序列合成
组织RNA抽提及cDNA制备目的基因/抗体基因克隆基因插入载体电转大肠杆菌抗体库库容及多样性检测
2.抗体库筛选：
靶分子暴露靶分子与噬菌体结合洗脱扩增得到筛选到的基因及表达产物。
四、服务内容
| 服务名称 | 服务内容 | 服务周期 |
| 天然抗体库构建 | 多个种属天然抗体库构建、筛选、测序、分析、表达 | 16-24周 |
| 免疫抗体库构建 | 多个种属免疫抗体库构建、筛选、测序、分析、表达 | 12-16周 |
| ScFV抗体库构建 | 多个种属ScFV抗体库构建、筛选、测序、分析、表达 | 16-20周 |
| 多肽库构建 | 7肽、12肽等肽库构建、筛选、测序、分析 | 12-16周 |
| 双特异性抗体定制 | 双特异性抗体定制 | 请咨询 |
| 抗体人源化 | 人源化设计-IgG表达及亲和力排序-抗体纯化和亲和力测定 | 请咨询 |
参考文献
[1] 曲戈，2018诺贝尔化学奖：酶定向进化与噬菌体展示技术，生物学杂志。
[2] Nobel Prizes 2018 [J]. Angew Chem Int Ed, 2018, 57: 14683 - 14683.
[3] The Nobel Prize [ EB / OL]. https: / / www. nobelprize. org / prizes/ chemistry /2018 / summary / .
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