科學家縮減計劃基因組，工程項目重點轉移到製造病毒抗性細胞

一個大膽的綜合人類基因組計劃已經放棄，旨在實現更具技術性的近期目標。該項目不再合成所有人類基因組的30億個DNA鹼基對，而是試圖重新編碼基因組以產生對病毒感染免疫的細胞。

5月1日在馬薩諸塞州波士頓召開的一次會議上，全球公私合作夥伴關係基因組計劃編寫組織（GP-write）宣布首先轉變。

但即使是縮小的野心也很難很快實現，因為這項為期兩年的努力仍然沒有專門的資金，估計花費幾十美元甚至幾百美元，花費數十億美元甚至更多。

紐約大學酵母遺傳學家Jef Boeke表示：「我們認為有一個可以讓人們落後的社區項目非常重要。」 當這項努力於2016年發起時，創建一種抗病毒人類細胞系被列為將開發合成全基因組技術的若干試點項目之一。現在，細胞系關注焦點，籌集資金應該會更容易，一位生物技術律師Nancy Kelley說，他與波士頓哈佛醫學院的基因科學家Boeke和George Church共同領導這項工作。

圍觀者普遍贊成優先權轉移。「這是一個了不起的想法，」蘇黎世瑞士聯邦理工學院的合成生物學家Martin Fussenegger說。「它更適合於實用程序和應用程序」 - 他自己並不僅僅為了合成DNA，他補充道。

一個防病毒的人類細胞系可以讓企業製造疫苗，抗體和其他生物藥物，而沒有病毒污染的風險。它也可以幫助製造類似於人類蛋白質的化學飾物的蛋白質藥物，以降低人體免疫系統拒絕它們的風險。但是，組織者的主要目標仍然是改進DNA技術，而不是創造特定的產品。

「我們的想法是利用各種基因編輯和合成技術，快速簡便地開發這些技術，」紐約哥倫比亞大學醫學中心合成生物學家Harris Wang說，他是GP-寫的科學執行委員會。Wang補充說，「超安全」人體細胞系項目具有「適當的複雜性，難度和許多不同的設計方面」，以推動這些技術的發展。

然而，有一件事情沒有得到它的支持，那就是專項資金。儘管基因編輯技術公司表示會在會議上捐贈技術專業知識，但沒有任何財務支持者已經挺身而出。

Church估計該財團擁有超過5億美元的「相關資金」 - 但他還包括4000萬美元專門用於他自己的合成生物學項目，包括工程細菌和微型器官樣結構。他還計算了2,340萬美元用於Boeke領導的一項國際計劃，以合成酵母基因組。這兩項努力都是在GP編寫之前開始的。

而相關資金的大部分份額是由鬆散附屬的生物技術公司籌集的投資資金。Church在他的估計中包含了這一點，並不是因為這些公司已經為此付出了努力，而是因為他列出了他稱之為基因合成「生態系統」的「粗略市場總結」的表格。

因此，他包括由eGenesis共同籌集的數億美元，這是他在馬薩諸塞州劍橋共同創立的初創公司; 加利福尼亞州舊金山的Twist Bioscience公司是他的股東; 以及波士頓合成生物學公司銀杏生物公司（Ginkgo Bioworks），該公司去年收購了另一家教會支持的風險投資公司Gen9。儘管eGenesis和Twist的領導人一直積极參与GP寫作，但銀杏高級管理層卻沒有。「我們根本沒有參與GP寫作，我很驚訝地看到他們將我們列入了資金清單，」創意總監Christina Agapakis說。

教會捍衛他的會計。「如果我們完全用預先存在或未標記的資金完成GP的編寫目標，那將是非常好的，」他說。「銀杏等公司與其正式關係無關。」

當聯盟能夠為其超安全的人類細胞系項目獲得資金時，該團隊計劃模仿教會實驗室以前的努力重新編碼大腸桿菌 細菌的基因組 ，使其對病毒具有抵抗力。

在該項目中，研究人員將一個3個字母的遺傳詞或密碼子的所有321個實例與另一個傳達相同信息的另一個實例進行交換。然後他們消除了允許細胞讀取原始密碼子的基因。這對重新設計的微生物沒有太大的影響，但它確實中和了病毒入侵者，因為像所有的自然生物一樣，他們依靠該密碼子進行適當的蛋白質裝配。

將這種重新編碼技術擴展到人類基因組並不容易。在所有20,000個人類基因中重新使用一個密碼子將需要數十萬個DNA變化。合成大片的基因組可能更容易，而不是逐個編輯字母。

Church的團隊在後續工作中使用了合成工具來重新編碼大腸桿菌 基因組中的七個密碼子 。這種努力需要接近150,000個遺傳變化，並且它揭示了意想不到的設計限制和拼接DNA片段的困難。這些阻礙了使重建的細菌存活的努力。

這個應該是一個令人清醒的提醒，因為這個超安全的人類細胞系項目開始實施，教會實驗室的一位博士後Nili Ostrov說。「在人類中，」她說，「將會有很多我們不知道的設計規則。」

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