Boothby的缓步动物玻璃发现：干酶无需冷链也能存活

疫苗和许多药物都是脆弱的蛋白质，干燥后会分解，因此从工厂到诊所的运输和储存都需要冷藏。这种冷藏是账单上最大的一项：布思比及其同事报告说，发展中国家疫苗接种项目约80%的费用来自保持疫苗低温。显而易见的解决方案是更多更好的冷链——冰箱、箱体、电力——这些必须永续运行的基础设施。

缓步动物，微小的水熊虫，能在细胞失去几乎所有水分后存活。2015年9月，芝加哥大学的研究人员宣布，这些动物在干燥时用玻璃状分子包裹自己。北卡罗来纳大学的托马斯·布斯比随后发现了其机制：缓步动物特有的内在无序蛋白质（IDPs）基因，这些蛋白质在水合时无形，在干燥过程中增加并重新排列成固态生物玻璃，包裹住必需的蛋白质和分子。加水后，玻璃融化回松软的蛋白质。

布斯比表明，该机制专用于干燥，而不是一般的抗性：被工程化改造为产生较少IDP的缓步动物失去了脱水的耐受性，但保留了抗寒性。这个技巧可以转移：在人类HeLa细胞中，IDP在细胞干燥时移动到特定细胞器，并在体外形成玻璃；被工程化改造为产生这些蛋白质的酵母和细菌比正常情况更能承受极端干燥。乳酸脱氢酶在干燥前与玻璃蛋白质混合后，恢复完全活性；之后添加则无效，证明玻璃必须在水分离开时围绕分子形成。

同样的包裹方法可以稳定干燥的酶，并最终稳定疫苗，使它们无需冷链即可运输和保存，这些蛋白质也指向抗旱作物。该机制还不是产品——截至2015年12月的报告，证据是细胞和酶，而不是温运疫苗——但它重新定义了问题：不是用基础设施保护货物，而是让货物自我保护。

不要冷却货物；借用缓步动物的技巧，让干燥的生物分子自我保护

它攻击了主要成本：如果制冷约占发展中国家疫苗接种项目成本的80%，那么能耐受干燥的生物制品就消除了最大的费用。

玻璃是可逆且靶向的：它在复水时融化，并且它必须在水分离开时围绕分子形成，因此保护是建立在干燥过程中的，而不是事后添加。

该机制被证明是可移植的：基因敲除显示这些基因专门用于干燥，在酵母、细菌和HeLa细胞中表达它们再现了缓步动物之外的效果。

这项工作在美国细胞生物学学会会议上展示，并由独立科学媒体于2015年12月报道，为这一发现提供了可验证的公开记录。

当保持某物存活代价高昂时，改变产品的耐受性而不是环境：找到能在恶劣条件下生存的生物，并移植其机制。

截至2015年12月的报道，这项工作刚在美国细胞生物学学会年会上展示；示范结果在酵母、细菌、人类细胞和酶测定中得到验证，干稳定疫苗和抗旱作物被称为预期应用而非最终成果。ScienceAlert和《科学新闻》当月报道了这个故事，ScienceAlert的文章在2015年圣诞节的Hacker News上获得了194分和37条评论。玻璃蛋白质方法是否能应用于真正的疫苗或作物，在报道时尚无定论。