發(fā)布日期：2018-05-04

　　日前，哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所（Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering）與Cellectis公司聯(lián)合宣布將合作推進(jìn)Wyss研究所正在進(jìn)行的重新編碼人類(lèi)或其它物種細(xì)胞系全基因組的研發(fā)項(xiàng)目（Recode Project）。從這一項(xiàng)目中改造生成的新細(xì)胞系在行使其正常功能時(shí)能夠?qū)Σ《靖腥久庖撸鼈兩踔量赡苄惺谷鹿δ堋?/p>

　　所有生物細(xì)胞的基因組中編碼蛋白的DNA序列使用由A、T、G、C四種堿基中選取的三個(gè)堿基構(gòu)成的密碼子（codon）來(lái)指導(dǎo)從DNA序列向氨基酸序列的轉(zhuǎn)譯過(guò)程。這些密碼子有的編碼特定氨基酸，有的是啟動(dòng)蛋白轉(zhuǎn)錄的信號(hào)，還有的是終止蛋白轉(zhuǎn)錄的信號(hào)。由于密碼子有64個(gè)，而在生物體內(nèi)使用的氨基酸只有20種，大多數(shù)氨基酸與2-6個(gè)密碼子相對(duì)應(yīng)。例如，CCC和CCG編碼的氨基酸都是脯氨酸。

　　由于密碼子的重復(fù)性，哈佛大學(xué)Wyss研究所的著名合成生物學(xué)家George Church博士率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為生物體理論上不需要64個(gè)密碼子來(lái)編碼20種氨基酸。通過(guò)對(duì)物種的整個(gè)基因組進(jìn)行編輯，他們可以從基因組中完全刪除一種密碼子而不影響生物的正常功能。而從這一編輯過(guò)程中解放出來(lái)的密碼子可以被用來(lái)編碼原先在生物體內(nèi)不存在的氨基酸，這些新的氨基酸可能給細(xì)胞帶來(lái)全新的功能。

　　George Church博士課題組已經(jīng)成功對(duì)大腸桿菌（E. Coli）的基因組進(jìn)行編輯，將編碼蛋白所需的密碼子從64個(gè)減少到57個(gè)。而且他們的研究表明，減少密碼子可能讓細(xì)菌對(duì)所有病毒感染免疫。因?yàn)椴《拘枰揽克拗鞯牡鞍缀铣蓹C(jī)制來(lái)合成自身復(fù)制需要的病毒蛋白，如果宿主中與特定密碼子對(duì)應(yīng)的tRNA消失，那么病毒可能無(wú)法完成復(fù)制過(guò)程。同時(shí)，通過(guò)這種生物工程可以設(shè)計(jì)出無(wú)法在自然界存活的新型細(xì)菌，因?yàn)樗鼈兊拇婊钜揽吭趯?shí)驗(yàn)條件下添加的人工氨基酸。這將大大增強(qiáng)使用細(xì)菌進(jìn)行科學(xué)研究或生物制劑制造的安全性。

　　現(xiàn)在，Wyss研究所的研究人員希望將他們?cè)诖竽c桿菌中獲得的成功轉(zhuǎn)移到動(dòng)物細(xì)胞上。從而制造出能夠?qū)Σ《靖腥久庖卟⑶页?jí)安全的動(dòng)物細(xì)胞系。由于研究人員需要在基因組中將近40萬(wàn)個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行基因編輯，這需要非常強(qiáng)大的基因編輯工具。

　　Cellectis公司是一家臨床階段的生物醫(yī)藥公司，主要開(kāi)發(fā)基于基因編輯生成的同種異體（allogeneic）CAR-T細(xì)胞免疫療法。該公司的TALEN基因編輯技術(shù)能夠特異性地在整個(gè)基因組中進(jìn)行基因編輯，而且可以一次性對(duì)多個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行編輯。“Cellectis公司的TALEN基因編輯技術(shù)會(huì)對(duì)Recode項(xiàng)目的成功將做出重大貢獻(xiàn)。”George Church 博士說(shuō)。

　　“我們期待與Wyss研究所和George Church博士課題組合作，使用Cellectis的技術(shù)在人類(lèi)和其它物種細(xì)胞系中對(duì)整個(gè)基因組進(jìn)行編輯，”Cellectis公司首席執(zhí)行官Andre Choulika博士說(shuō)：“TALEN技術(shù)的精確性、可塑性和強(qiáng)大功能使它成為完成這一前沿科研項(xiàng)目的最佳基因編輯平臺(tái)。”

　　“Wyss研究所的合成生物學(xué)家和Cellectis公司的合作，標(biāo)志著基因組編輯的一個(gè)新的重要應(yīng)用領(lǐng)域。它可能為防止傳染病、生物制造（biomanufacturing）、器官移植以及再生醫(yī)學(xué)開(kāi)辟新的道路。”Wyss研究所的創(chuàng)始人董事（founding director）Donald Ingber博士說(shuō)。

　　參考資料：

[1] Harvard's Wyss Institute partners with Cellectis to recode the human genome

[2] Biologists are close to reinventing the genetic code of life

來(lái)源：藥明康德