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关注科技前沿的你相信已经知道，2024年诺贝尔化学奖被授予了三位在蛋白质领域取得突破性进展的科学家：开创了从头设计全新功能蛋白质方法的David Baker，以及开发了能以前所未有的精度预测蛋白质结构的AI系统AlphaFold2的Demis Hassabis和John Jumper。这在改写生命科学未来的同时，也为美妆业带来了新的灵感和可能性。
图片来源：©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences.
本文将从蛋白质前沿研究与应用创新，带您一窥全球美妆科技新动态👇
# 蛋白质：
皮肤健康的关键“处理器”
事实上近年来，蛋白质在皮肤健康及衰老过程中的作用正不断被认识；而前沿研究则揭示了远比我们此前认知更深入的发现：
1.细胞的优先级选择：面临氧化应激等压力时，细胞会优先激活蛋白质保护机制如热休克反应，而非立即修复DNA；
2.氧化应激与蛋白质损伤：蛋白质氧化修饰，如羰基化和糖基化终末产物（AGEs）的累积，是皮肤衰老的关键推手；
3.拓展抗老策略：对皮肤蛋白质组的保护和维持可能与DNA同等重要；如果把皮肤比作城池，守护时要考虑的除了规划图（DNA），还有关键基建（蛋白质）；而这涉及到维持细胞内蛋白质平衡（蛋白质稳态）的机制。
蛋白质在皮肤健康及衰老过程中的作用的相关研究
这些新发现意味着，未来的护肤品将不能仅关注DNA保护，而是采取更全面的方法：构建多层次的抗氧化防护系统；精确调控蛋白质“生产”和“回收”系统，即折叠和降解的平衡（通过影响分子伴侣和泛素-蛋白酶体系统）；促进受损蛋白质的修复或清除机制，如自噬作用。
# 引领蛋白质研究的前沿技术
于是我们发现，当前已有多项前沿技术正携手加速美业的蛋白质研究革命：
1.合成生物学突破，利用工程化的生物系统设计和生产新型蛋白质，创造出针对特定皮肤问题的高效、稳定的功能性蛋白质；
2.高分辨率成像技术，如冷冻电子显微镜（Cryo-EM）和超分辨率荧光显微镜，帮助更高精度的观察护肤品成分与皮肤蛋白质的相互作用，为产品开发提供微观层面的指导；
3.人工智能（AI）和计算生物学，如AlphaFold2等深度学习模型，通过预测和设计具有特定功能的蛋白质结构，为护肤品开发全新的功能性蛋白质。
# 从实验室到货架：创新实践
那么具体到护肤品的开发和生产流程，正在或即将出现哪些令人兴奋的新应用？新一代蛋白质基的护肤成分如下：
a) 重组胶原蛋白：依托精准发酵和重组DNA技术，重组胶原蛋白正成为当下炙手可热的抗衰老明星成分。其优势在于可持续性强、批次间一致性高，且可进行功能化修饰。目前，科研人员正致力于确保这些“人造”胶原蛋白能够达到甚至超越天然胶原蛋白的效果。
国内主要重组胶原蛋白企业对比，图片来源：小牛行研
b) 微蛋白（MiniproteinsTM）：相比一直以来被认为“流于表面”的大分子蛋白，瑞士公司Activen推出的微蛋白看来已解决了这一痛点：这种分子量通常在2-5kDa、能保持稳定的三级结构的蛋白质，小到足以渗透角质层，又能保持特定的生物学功能，有望成为精准护肤的新工具，靶向治疗特定皮肤问题如炎症或色素沉着。
微蛋白MiniproteinsTM介绍，图片来源：Activen官网
c）极端环境蛋白质：最近加拿大西安大略大学（Western University）的研究人员从辐射奇异球菌（Deinococcus radiodurans）中发现的DdrC蛋白，具有极强的DNA保护和修复能力——能帮助细胞修复数百个断裂的DNA片段，要知道：普通人类细胞整个基因组中只要有两个以上的断裂就无法自我修复。这无疑为皮肤光保护和DNA修复研究带来了更多可能性。科学家们正在研究如何将这种“小而美”蛋白用于开发新型防晒和抗氧化成分，同时确保其在人体皮肤中的安全性和有效性。
DdrC蛋白对DNA作用的相关研究
d) 蛋白质组学驱动精准护肤：基于质谱的蛋白质组分析、结合生物信息学来评估产品对皮肤蛋白质表达的影响。这意味着什么？更精确的功效证据。例如，法国Oxiproteomics公司通过AI辅助的蛋白质组分析可直接比较功能完好和氧化损伤的蛋白质。这些都为产品功效声明提供了更坚实的科学依据，推动了“功效为先”的行业趋势，让宣称不再是“画饼”。
更进一步，个性化护肤的新高度——基于蛋白质组学的个性化护肤。通过质谱分析等方法，科学家们可以绘制个体皮肤的蛋白质图谱，然后据此定制个性化护理方案。当然，要落地还需要克服诸如如何处理和解释大规模蛋白质组数据，并将其转化为可行的护肤策略。
# 通往未来：还需闯几关？
不过，尽管前景光明，蛋白质科技创新在美妆领域进一步突破应用仍面临诸多挑战：
现有监管框架难以应对AI时代的“飞车”及设计蛋白质和生物工程成分的新颖性, 还需相关机构携手制定和完善对应的新评估指南。
技术层面，蛋白质成分的稳定性——如何在复杂的配方中保持其活性和结构完整性，及有效性——开发能够有效将功能性蛋白质传递到表皮或真皮靶向为止的技术，如递送系统等都需要改善。目前的创新方向包括：先进的蛋白质工程技术，如定点突变和结构指导设计；纳米递送系统如脂质体、纳米乳和多聚物纳米颗粒；经皮吸收促进技术如微针和声波导入。
此外，伦理层面的问题也正浮出水面。工程化蛋白质的长期影响和潜在风险尚不明确，它们在多大程度上改变皮肤的自然生物学过程是可接受的？面对这些问题亟需建立行业伦理准则，与消费者保持透明沟通，并进行长期安全性和有效性研究。
无论如何，展望未来，诺贝尔奖级别的蛋白质科技突破正在为美业注入前所未有的创新动力。通过跨学科合作与技术融合，我们正在见证护肤品从“经验型”向“精准科学”的跨越。未来的护肤品不仅能深入理解你的肌肤需求，更能提供真正个性化的护理体验。可能的发展方向包括：
1. 精准护肤蛋白质：可能开发出针对特定肌肤问题的多功能蛋白质。
2. 个性化方案：基于快速蛋白质检测和大数据分析的定制护肤方案可能成为现实。
3. 开发更精准的蛋白质组分析技术和数据处理算法；蛋白质递送系统的创新，开发新型纳米载体、智能响应性材料和物理辅助渗透技术。
作者：Allison
编辑：Eve
文章参考：
1) https://www.nature.com/articles/s41388-019-1016-y
2) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jez.2344
3) https://journals.lww.com/nrronline/fulltext/2022/03000/neural_functions_of_small_heat_shock_proteins.8.aspx
4) DdrC, a unique DNA repair factor from D. radiodurans, senses and stabilizes DNA breaks through a novel lesion-recognition mechanism - PubMed
划重点
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