發(fā)布日期：2018-05-04
日前，哈佛大學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Wyss研究所正在進行的重新編碼人類或其它物種細胞系全基因組的研發(fā)項目（Recode Project）。從這一項目中改造生成的新細胞系在行使其正常功能時能夠對病毒感染免疫，它們甚至可能行使全新功能。
所有生物細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堿基構成的密碼子（codon）來指導從DNA序列向氨基酸序列的轉譯過程。這些密碼子有的編碼特定氨基酸，有的是啟動蛋白轉錄的信號，還有的是終止蛋白轉錄的信號。由于密碼子有64個，而在生物體內使用的氨基酸只有20種，大多數(shù)氨基酸與2-6個密碼子相對應。例如，CCC和CCG編碼的氨基酸都是脯氨酸。
由于密碼子的重復性，哈佛大學Wyss研究所的著名合成生物學家George Church博士率領的團隊認為生物體理論上不需要64個密碼子來編碼20種氨基酸。通過對物種的整個基因組進行編輯，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。而從這一編輯過程中解放出來的密碼子可以被用來編碼原先在生物體內不存在的氨基酸，這些新的氨基酸可能給細胞帶來全新的功能。
George Church博士課題組已經成功對大腸桿菌（E. Coli）的基因組進行編輯，將編碼蛋白所需的密碼子從64個減少到57個。而且他們的研究表明，減少密碼子可能讓細菌對所有病毒感染免疫。因為病毒需要依靠宿主的蛋白合成機制來合成自身復制需要的病毒蛋白，如果宿主中與特定密碼子對應的tRNA消失，那么病毒可能無法完成復制過程。同時，通過這種生物工程可以設計出無法在自然界存活的新型細菌，因為它們的存活依靠在實驗條件下添加的人工氨基酸。這將大大增強使用細菌進行科學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在大腸桿菌中獲得的成功轉移到動物細胞上。從而制造出能夠對病毒感染免疫并且超級安全的動物細胞系。由于研究人員需要在基因組中將近40萬個位點進行基因編輯，這需要非常強大的基因編輯工具。
Cellectis公司是一家臨床階段的生物醫(yī)藥公司，主要開發(fā)基于基因編輯生成的同種異體（allogeneic）CAR-T細胞免疫療法。該公司的TALEN基因編輯技術能夠特異性地在整個基因組中進行基因編輯，而且可以一次性對多個位點進行編輯。“Cellectis公司的TALEN基因編輯技術會對Recode項目的成功將做出重大貢獻。”George Church 博士說。
“我們期待與Wyss研究所和George Church博士課題組合作，使用Cellectis的技術在人類和其它物種細胞系中對整個基因組進行編輯，”Cellectis公司首席執(zhí)行官Andre Choulika博士說：“TALEN技術的精確性、可塑性和強大功能使它成為完成這一前沿科研項目的最佳基因編輯平臺。”
“Wyss研究所的合成生物學家和Cellectis公司的合作，標志著基因組編輯的一個新的重要應用領域。它可能為防止傳染病、生物制造（biomanufacturing）、器官移植以及再生醫(yī)學開辟新的道路。”Wyss研究所的創(chuàng)始人董事（founding director）Donald Ingber博士說。
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
來源：藥明康德
