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科学家缩小了从头开始制造人类基因组的大胆计划

2020-02-17 09:09:10来源:

合成人类全基因组的大胆计划已经缩减,以期在技术上可达到的近期目标。该项目现在不尝试合成人类基因组的所有30亿个DNA碱基对,而是尝试重新编码基因组以产生对病毒感染免疫的细胞。

5月1日,在马萨诸塞州波士顿举行的一次会议上,基因组计划的组织者(GP-write)的组织者宣布了优先转移工作,该组织包括大约200名科学家,是全球性的公共私人伙伴关系。

但是,即使是雄心勃勃的野心也可能很难很快实现,因为经过两年的努力,仍然没有专门的资金来投入数十亿甚至数百万美元的资金,并且持续了十年甚至更长的时间。

纽约大学酵母遗传学家项目联合负责人杰夫·波克说:“认为有一个可以让人们落后的社区范围的项目很重要。”当这项工作于2016年启动时,抗病毒人类细胞系的创建被列为几个试点项目之一,该项目将开发该技术来合成完整的基因组1。生物技术律师南希·凯利(Nancy Kelley)与波士顿的哈佛大学医学院的基因组科学家Boeke和乔治·丘奇(George Church)共同领导了这项工作,生物技术律师南希·凯利(Nancy Kelley)说,现在以细胞系为重点,筹集资金应该更容易。

围观者通常赞成优先级转移。“这是一个了不起的主意,”苏黎世瑞士联邦理工学院的合成生物学家马丁·富森格格说。他补充说,“更多地面向实用程序和应用程序”,不仅仅是DNA合成本身。

防病毒的人类细胞系可以使公司生产疫苗,抗体和其他生物药物而没有病毒污染的风险。它还可以帮助制造具有与人类蛋白质类似的化学装饰的蛋白质药物,以降低人体免疫系统排斥它们的风险。但是,组织者的主要目标仍然是改进DNA技术,而不是制造特定的产品。

纽约市哥伦比亚大学医学中心的合成生物学家哈里斯·王(Harris Wang)说:“他的想法是利用各种基因编辑和合成技术来开发一种可以非常快速,轻松地做到这一点的技术。” GP编写科学执行委员会。王补充说,“超安全”的人类细胞系项目具有“正确的复杂性,难度和设计的许多不同方面”,从而推动了这些技术的发展。

然而,它没有去做的一件事是投入大量资金。尽管一家基因编辑技术公司表示将在会议上捐赠技术专长,但没有任何财务支持者挺身而出。

丘奇估计该财团拥有超过5亿美元的“优惠资金”,但他包括,例如,4000万美元专门用于自己在合成生物学项目中的工作,包括工程菌和微型器官样结构。在伯克(Boeke)领导的一项国际计划中,他还花费了2340万美元来合成酵母基因组。两项工作都始于GP编写之前的几年。

相关资金中的绝大部分是由松散关联的生物技术公司筹集的投资资金。丘奇将其包括在他的估计中,并不是因为企业已经付出了努力,而是因为他正在制表他所谓的基因合成“生态系统”的“草稿市场摘要”。

因此,他包括eGenesis共同筹集的数亿美元,这是他在马萨诸塞州剑桥市共同创立的一家创业公司。他是加利福尼亚州旧金山的Twist Bioscience的股东。波士顿的合成生物学公司Ginkgo Bioworks去年又收购了另一家教会支持的合资企业Gen9。尽管eGenesis和Twist的领导者一直积极参与GP编写,但银杏的高级管理层却没有。创意总监克里斯蒂娜·阿加帕基斯(Christina Agapakis)说:“根本不参与GP编写,我很惊讶地发现他们将我们列入了这份资助清单。”

教会为他的会计辩护。他说:“如果我们完全用现有的或未贴标签的基金来实现GP编写的目标,那就太好了。”“像银杏这样的公司是相关的,与它们的正式关系无关。” / p>

当财团能够(如果有的话)可以为其超安全的人类细胞系项目筹集资金时,研究小组计划模仿教堂实验室先前的工作来重新编码大肠杆菌细菌的基因组,从而使其对病毒具有抗性。

在该项目2中,研究人员将一个3字母遗传字或密码子的所有321个实例交换为另一个传达相同信息的实例。然后,他们消除了允许细胞读取原始密码子的基因。这对重新设计的微生物影响不大,但它确实中和了病毒入侵者,因为像所有自然生命一样,他们依靠该密码子进行适当的蛋白质组装。

将这种编码技术扩展到人类基因组将很容易。在所有20,000个人类基因中仅重用一个密码子就需要数十万个DNA的变化。合成基因组的大片段可能比逐个编辑字母更容易。

Church团队在后续工作中使用了合成3,以重新编码大肠杆菌基因组中的七个密码子。这项工作需要将近150,000次基因改变,并且揭示了意料之外的设计约束以及将DNA片段缝合在一起的困难。这些努力使重建的细菌可行。

负责这项研究的教堂实验室的博士后尼利·奥斯特罗夫(Nili Ostrov)说,这是一个令人震惊的提醒,因为超安全的人体细胞系项目刚刚起步。她说:“人类,这将是我们只是不知道的许多设计规则。”

自然557,16-17(2018)