重大调整！人类基因组编写计划转向制造“超级细胞”，“抗病毒人日前

日前，自诞生以来就颇受关注的“基因组编写计划“（GP-write）宣布重大调整：

项目的重点将由合成所有人类基因组碱基对转向重编码基因组，以制造对病毒感染免疫的细胞。

GP-write发起于2016年6月2日，当时项目发起人宣称将筹资1亿美元，在实验室从零开始设计并组合所有人类基因组，项目预计历时10年。该研究也被认为是人类正在向“造物主”靠拢，

引发了对于实验室人造人（labmade humans）的强烈质疑与担忧。

而随着该计划的艰难起步，最初的这一想法已渐渐被束之高阁。

前不久，GP-write科学工作会议在波士顿召开，GP-write领导人宣布，将组织国际科研合作团队，共同进行“重编码计划”，旨在改变细胞基因结构，抵抗病毒感染。

纽约市纽约大学Langone医疗中心遗传学者 Jef Boeke说，新发布的项目更为具体，

旨在对人类及其他物种的细胞进行重新设计，

使之“极度安全”，同时，也代表了“贯穿GP-write始终的主题”。

而他也将

与哈佛大学

著名遗传学者George Church、纽约市Nancy J Kelley + Associates 律师行 Nancy Kelley 律师、旧金山软件公司Autodesk Research的 Andrew Hessel 共同领导此项目。

那么，这是否意味着抗病毒人类即将出现？
根据 George Church 的说法，存在这种可能性。

作为 GP-Write 项目的领军人物，他曾表示重编码人类将是合成生物学的“巅峰”。

图丨

George Church

目前，GP-write 和其管理机构“卓越中心（Center of Excellence）”并不会为新计划提供资助。Kelley说，“我们正在计划寻求基金会、慈善投资人或政府出资人的帮助。”

但是，一旦新项目能像最近完成的合成酵母基因组项目那样，就“构建极度安全的细胞”这一目标，与全球其他合成生物学实验室展开合作，

那么该项目也能获得实际收益，收益来源之一就包括各大药厂。

这是因为，一旦用于生产药用蛋白的细胞遭到病毒感染，药厂有时就要被迫停产。而耐药细胞系则更安全有效，对药厂的检测要求也更低。

图丨

Farren Isaacs

GP-write 科学执行委员会的成员、耶鲁大学的生物工程师 Farren Isaacs 表示，

更广泛地

来说，该项目可能有助于研究人员超越 CRISPR 等编辑工具的限制，不再局限于在几个特定位置对 DNA 进行调整，而是对基因组进行更广泛的重新设计。

他设想，未来的方向是“

通过重新编写基因组……赋予生物体全新的功能

”，比如，拥有那些只有在严格控制的生物防护实验室环境中才能发展壮大的能力。除抵抗病毒以外，GP-write 组织者还在考虑开发其他极度安全细胞特征，

例如抗癌性突变、抗辐射、

抗寒等

。

抗病毒基因序列

想要细胞不受病毒的侵害，就需要对其进行“重新编码”，即改变DNA序列中被认为是“密码子（编码蛋白质的氨基酸结构单元）”的碱基顺序。

由于多个密码子可以代表相同的氨基酸，研究人员可以置换出多余的密码子，但不影响细胞的重要功能。当病毒劫持细胞并尝试复制时，其需要依赖可将这些密码子翻译成蛋白质的

细胞机器

对其基因进行解码。通过完全消除某些密码子，研究人员可以安全地摆脱这些

细胞机器

。

德国马尔堡菲利普大学染色体生物学家 Torsten Waldminghaus 说，重新编码的细胞无法解码、传播病毒，因为它们“基本上是鸡同鸭讲”。他并没有参与GP-write。

根据 GP-write 最新的声明，如果要让人类细胞具有病毒抗性，那么将改变至少

400,000个

基因组。

图丨

病毒感染了一个细胞系

Isaacs 说，根据新基因组的设计方式，该项目可能仍然严重依赖基因编辑，即交换已有 DNA 序列上不同位置的碱基。但是为了将密实填集的密码子换成基因组的某部分，甚至将来插入全新的基因组，研究人员将不得不设计和运送更大范围的实验室合成的 DNA 。

该项目可能需要 GP-write 参与者们的实验室技术。2005年，当 Isaacs 还在 Church 实验室做博士后研究员时，他就开始进行试验，重新编码细菌大肠杆菌基因组。在2013年的一篇论文中，Isaacs、Church 和其

同事通过

单个置换大肠杆菌中全部321个密码子，使其可以抵抗某些病毒。现在，以上两个实验室研究都正在努力去除其他大肠杆菌密码子。

在谈到重新编码

这一想法时

，Waldminghaus 说：“

它在大肠杆菌中已初见成效，我希望它对人体细胞同样有用

。虽然这并不是令人惊讶的科学‘新鲜事’，但我还是认为把时间花在上面是值得的。”

实际问题依然存在

目前，我们尚不清楚新项目的具体执行细节。

Boeke希望优先考虑重新编码人类和小鼠的基因组。

同时，他希望能够收集反馈并评估其潜在合作伙伴的兴趣度。如果此新项目仿造正在进行的酵母基因组计划（即 Sc2.0）的模式，那么选择参与的团体将根据其份额提供资金，并按照染色体分配其具体工作。

Boeke预计，他们会面对Sc2.0中没有的挑战。他说，酵母计划的“团队相对较小、合作无间。我要想到，对于这个更大、更多元的团队来说，可能不会这么简单。”

GP-write 囊括了近 200 位科学家，还包括9个自组的“工作组”，负责技术以及该项目伦理、法律、社会影响等基础设施的开发。

自去年 GP-write 会议以来，这些小组都为其未来工作制定了“章程”及“规划”，这些内容近期将做披露。

同时，知识产权方面的考虑

也可能使

此项目复杂化。Boeke 说，“在合成生物学和合成基因组学方面，很多IP（知识产权）只是大概一提。而人类研究的收益要远远高于酵母研究。”

Isaacs 指出，哈佛大学、耶鲁大学和剑桥麻省理工学院都拥有与基因重新编码有关的专利。但纵观这个能激发未来各种科学突破的 GP-write，

目前却仅有一个知识产权小组负责探讨本项目所用技术该如何走向大众。

-End-

编辑：

燕景

洲

参考：

http://www.sciencemag.org/news/2018/05/genome-writing-project-aims-rally-scientists-around-virus-proofing-cells