Boothby 的緩步動物玻璃研究發現：乾燥後的酵素無需冷鏈也能存活

疫苗和許多藥物是脆弱的蛋白質，乾燥時會分解，這就是為什麼它們從工廠到診所都必須冷藏運輸和儲存。Boothby 及其同事報告，這項冷藏是帳單上最大的一筆：開發中國家疫苗接種計畫約 80% 的成本來自保持疫苗低溫。顯而易見的解決辦法是更多、更好的冷鏈——冰箱、保冷箱、電力——這些基礎設施必須永遠運轉。

緩步動物，這種微小的水熊蟲，能在失去細胞中幾乎所有水分後存活。2015 年 9 月，芝加哥大學的研究人員宣布，這些動物在乾燥時會用玻璃狀分子包裹自己。北卡羅來納大學的 Thomas Boothby 隨後找到了其中的機制：緩步動物特有的內在無序蛋白（IDP）基因，這些蛋白在水合時沒有固定形狀，在乾燥過程中大量增加，並重新排列成固態生物玻璃，包裹住必需的蛋白質和分子。加水後，玻璃會融化回鬆軟的蛋白質。

Boothby 證明該機制專門用於乾燥，而非一般性的耐受性：被改造為產生較少 IDP 的緩步動物失去了耐乾燥能力，但保留了抗寒能力。這個技巧可以轉移：在人類 HeLa 細胞中，IDP 在細胞乾燥時移動到特定的胞器，並在體外形成玻璃；被改造為產生這些蛋白質的酵母和細菌比正常情況更能承受極端乾燥。乳酸脫氫酶在乾燥前與玻璃蛋白混合時能恢復全部活性；乾燥後再加入則毫無作用，證明玻璃必須在水離開時圍繞分子形成。

同樣的包覆層可以穩定乾燥的酵素，最終甚至穩定疫苗，讓它們無需冷鏈即可運輸和存放於貨架上，而這些蛋白質也指向耐旱作物。該機制尚未成為產品——截至 2015 年 12 月的報告，證據僅限於細胞和酵素，而非常溫運輸的疫苗——但它重新定義了問題：與其用基礎設施保護貨物，不如讓貨物自我保護。

不要冷卻貨物；借用緩步動物的技巧，讓乾燥的生物分子自我保護

它針對的是主要成本：如果冷藏約占開發中國家疫苗接種計畫成本的 80%，那麼一種能耐受乾燥的生物製劑就消除了最大的開支

玻璃是可逆且有針對性的：它在重新水合時融化，且必須在水離開時圍繞分子形成，因此保護是在乾燥過程中內建的，而非事後添加

該機制被證明具有可移植性：基因敲低顯示這些基因專門針對乾燥，而在酵母、細菌和 HeLa 細胞中表現它們，在緩步動物之外重現了效果

這項工作於 2015 年 12 月在美國細胞生物學學會會議上發表，並由獨立科學媒體報導，為該發現提供了可驗證的公開記錄

當維持某物存活代價高昂時，改變產品的耐受性而非環境：找到一種能在惡劣條件下存活的生物，並移植其機制。

根據 2015 年 12 月的報導，這項工作剛剛在美國細胞生物學學會年會上發表；所展示的結果來自酵母、細菌、人類細胞和酵素測定，而乾燥穩定的疫苗和耐旱作物被列為預期應用，而非已完成的成果。ScienceAlert 和 Science News 都在當月報導了這個故事，ScienceAlert 的報導在 2015 年聖誕節當天於 Hacker News 上獲得 194 分和 37 則評論。在報導時，玻璃蛋白方法能否真正應用於疫苗或作物仍未有定論。