一项合成整个人类基因组的宏伟计划已被缩减规模，目标是实现技术上更易实现的近期目标。该项目现在将尝试重新编码基因组，以产生对病毒感染免疫的细胞，而不是合成整个人类基因组的 30 亿个 DNA 碱基对。
基因组编写计划 (GP-write) 的组织者，这是一个包括约 200 名科学家的全球公私合作伙伴关系，于 5 月 1 日在马萨诸塞州波士顿举行的一次会议上宣布了优先事项的转变。
但即使是缩减后的目标也可能难以很快实现，因为这项为期两年的工作仍然没有专门的资金，而据估计，这项工作将耗资数千万美元，甚至数亿美元，并将持续十年或更长时间。
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“我们认为开展一个社区范围内的项目，让人们能够支持，这一点很重要，”纽约大学的酵母遗传学家、项目联合负责人杰夫·博克说。当这项工作于 2016 年启动时，创建抗病毒的人类细胞系被列为几个试点项目之一，这些项目将开发合成完整基因组的技术。生物技术律师南希·凯利说，现在以细胞系为重点，筹集资金应该更容易，她与博克和波士顿哈佛医学院的基因组科学家乔治·丘奇共同领导这项工作。
观察人士普遍赞同优先事项的转变。“这是一个绝妙的主意，”苏黎世瑞士联邦理工学院的合成生物学家马丁·富塞内格说。“它更侧重于实用性和应用”——而不仅仅是为了合成 DNA 本身，他补充道。
抗病毒的人类细胞系将使公司能够生产疫苗、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类似于人类蛋白质中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。然而，组织者的主要目标仍然是改进 DNA 技术，而不是创造特定的产品。
“我们的想法是开发技术，使用各种基因编辑和合成技术，非常快速且容易地做到这一点，”纽约市哥伦比亚大学医学中心的合成生物学家、GP-write 科学执行委员会成员 Harris Wang 说。Wang 补充说，“超安全”人类细胞系项目具有“适当的复杂性、难度和许多不同的设计方面”，可以推动这些技术向前发展。
然而，它没有获得太多专项资金。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，但没有金融支持者站出来。
丘奇估计，该联盟拥有超过 5 亿美元的“相关资金”——但他包括例如 4000 万美元用于他自己在合成生物学项目（包括工程细菌和微型器官样结构）方面的工作。他还计算了由博克领导的合成酵母基因组的国际倡议的 2340 万美元。这两项工作都在 GP-write 之前几年开始。
相关资金的大部分是与生物技术公司松散关联的公司筹集的投资资金。丘奇将其纳入他的估计，不是因为这些公司为这项工作提供了资金，而是因为他正在整理他所谓的基因合成“生态系统”的“粗略市场总结”。
因此，他将 eGenesis（他在马萨诸塞州剑桥共同创立的初创公司）、Twist Bioscience（他在加利福尼亚州旧金山持有股份的公司）以及 Ginkgo Bioworks（一家波士顿合成生物学公司，去年收购了另一家丘奇支持的企业 Gen9）共同筹集的数亿美元资金包括在内。尽管 eGenesis 和 Twist 的领导者一直积极参与 GP-write，但 Ginkgo 的高级管理层并未参与。“我们根本没有参与 GP-write，我很惊讶看到他们将我们列入该资金清单，”创意总监 Christina Agapakis 说。
丘奇为他的会计方法辩护。“如果我们完全用先前存在或未标记的资金完成 GP-write 的目标，那将是很棒的，”他说。“像 Gingko 这样的公司即使没有正式联系，也具有相关性。”
当（如果）该联盟能够为其超安全人类细胞系项目获得资金时，该团队计划效仿丘奇实验室之前的努力，对大肠杆菌的基因组进行重新编码，使其具有抗病毒能力。
在该项目中，研究人员将一个 3 个字母的遗传词或密码子在所有 321 个实例中与另一个传达相同信息的密码子进行了交换。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，它们依赖于该密码子进行正确的蛋白质组装。
将这种重编码技术扩展到人类基因组并非易事。在所有 20,000 个人类基因中重新利用一个密码子将需要数十万个 DNA 改变。合成大片基因组可能比逐个编辑字母更容易。
丘奇的团队在后续工作中使用了合成方法来重新编码大肠杆菌基因组中的七个密码子。这项工作需要接近 150,000 个基因变化，并且揭示了意外的设计限制和将 DNA 片段缝合在一起的困难。这些困难阻碍了使重建的细菌具有活力的努力。
丘奇实验室的博士后、领导这项研究的 Nili Ostrov 说，当超安全人类细胞系项目启动时，这应该是一个令人警醒的提醒。“在人类中，”她说，“将会有很多我们根本不知道的设计规则。”
本文经许可转载，于 首次发表 于 2018 年 5 月 1 日