合成生物一周匯總丨疫苗廠商Moderna遞送mRNA治療罕見遺傳??；首個(gè)全球城市微生物宏基因組圖集

學(xué)界動(dòng)態(tài)

1、通過(guò)自組織細(xì)菌效應(yīng)子動(dòng)態(tài)重塑宿主膜丨 Science

在感染過(guò)程中，細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌病原體會(huì)將多種效應(yīng)子轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中，而這些進(jìn)入宿主的效應(yīng)子將會(huì)改變宿主膜的運(yùn)輸。在這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)自組織系統(tǒng)，其由細(xì)菌磷酸肌醇激酶及其反向磷酸酶組成，形成時(shí)空模式，包括重塑宿主細(xì)胞膜的行波。
軍團(tuán)菌效應(yīng)子 MavQ 是一種磷脂酰肌醇 3 - 激酶，靶向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。即使在沒有其他細(xì)菌成分的情況下，MavQ 和軍團(tuán)菌 PI3 - 磷酸酶 SidP 也能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上驅(qū)動(dòng) PI3 - 磷酸的快速周轉(zhuǎn)，并自發(fā)形成行波，沿內(nèi)質(zhì)網(wǎng)亞區(qū)傳播，誘導(dǎo)囊泡和小管出芽。因此，細(xì)菌可以利用自組織膜靶向機(jī)制劫持宿主細(xì)胞結(jié)構(gòu)來(lái)生存。
論文鏈接：https://science.sciencemag.org/content/372/6545/935
2、城市微生物群和抗菌素耐****性的全球宏基因組圖丨Cell


在該項(xiàng)研究中，研究人員展示了 3 年內(nèi)來(lái)自 60 個(gè)城市公眾運(yùn)輸系統(tǒng)的 4728 個(gè)微生物宏基因組學(xué)圖集，這也是城市微生物生態(tài)系統(tǒng)的第一個(gè)全球性系統(tǒng)圖集。
該圖集提供了標(biāo)注了地理空間分布的微生物菌株、功能特性、抗微生物抗****性（AMR）標(biāo)記和遺傳元件，包括在參考數(shù)據(jù)庫(kù)中找不到的 10928 種病毒、1302 種細(xì)菌、2 種古細(xì)菌和 838532 種 CRISPR 陣列。
我們鑒定了 4246 種已知的城市微生物，并在 97% 的樣品中發(fā)現(xiàn)了 31 種與人類共生生物不同的一致物種。不同城市的 AMR 基因在類型和密度上差異很大。受氣候和地理差異的驅(qū)動(dòng)，城市顯示出不同的微生物分類特征。
論文鏈接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674 (21) 00585-7
3、定制的人工五肽重復(fù)蛋白對(duì)內(nèi)源性葉綠體 RNA 的體內(nèi)穩(wěn)定作用丨 Nucleic Acids Research

五肽重復(fù)序列（PPR）蛋白是螺旋重復(fù)蛋白，以模塊方式結(jié)合 RNA，具有序列特異性，可通過(guò)使用氨基酸編碼進(jìn)行操作。因此，PPR 重復(fù)序列是合成生物學(xué)應(yīng)用中設(shè)計(jì) RNA 結(jié)合蛋白的有前途的支架。
在這項(xiàng)研究中，研究人員報(bào)道了一種人工 PPR 蛋白 dPPR rbcL 的體內(nèi)功能，該蛋白由共有的 PPR 基序組成，設(shè)計(jì)用于結(jié)合擬南芥葉綠體中 rbcL 轉(zhuǎn)錄物 5’端附近的序列。研究人員使用功能互補(bǔ)測(cè)定法證明了該蛋白在體內(nèi)特異性結(jié)合其預(yù)期的 RNA 靶標(biāo)，并通過(guò)穩(wěn)定加工的 rbcL mRNA 替代天然的 PPR 蛋白。
之后，研究人員對(duì)靶向 petL 5'UTR 的蛋白質(zhì)進(jìn)行了類似的設(shè)計(jì)，在那里它取代了天然的穩(wěn)定 PPR 蛋白 PGR3，盡管效率低下。這些結(jié)果表明，人工 PPR 蛋白可以被改造成功能上模擬天然 PPR 蛋白的類型，作為抵御外排核酸酶的物理屏障。
論文鏈接：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab390/6284178?searchresult=1
4、mRNA 治療可恢復(fù)糖原貯積病小鼠模型中的正常血糖并預(yù)防肝腫瘤丨 Nature Communications

糖原貯積病 1a（GSD1a）是一種罕見的遺傳性代謝紊亂，其由葡萄糖 6 - 磷酸酶（G6Pase-α）的缺乏所引起。GSD1a 患者表現(xiàn)出危及生命的低血糖癥和長(zhǎng)期肝并發(fā)癥，包括肝細(xì)胞腺瘤和肝細(xì)胞癌。由于****物遞送在功效和安全性上的挑戰(zhàn)，酶替代療法或基因療法等治療方式對(duì)于患者來(lái)說(shuō)仍然具有風(fēng)險(xiǎn)。
在這項(xiàng)研究中，Moderna 團(tuán)隊(duì)將編碼人 G6Pase-α 的工程化 mRNA 封裝進(jìn)了脂質(zhì)納米顆粒中，開發(fā)了能夠解決 GSD1a 的新療法。在表型上，近似于人類疾病的臨床前鼠模型證明了該方法的有效性和安全性，使得該方法成為能夠治療 GSD1a 的潛在療法。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-23318-2
5、光誘導(dǎo)代謝控制的光遺傳學(xué)放大電路丨 ACS Synthetic Biology
微生物代謝的動(dòng)態(tài)控制是提高發(fā)酵過(guò)程中化學(xué)產(chǎn)量的有效策略。光遺傳學(xué)的高可調(diào)性和可逆性是進(jìn)行控制的強(qiáng)有力選擇。然而，將光遺傳學(xué)應(yīng)用于代謝工程的一個(gè)主要問(wèn)題是在高細(xì)胞密度下光穿透性不足的風(fēng)險(xiǎn)，特別是在大型生物反應(yīng)器中。
在這項(xiàng)研究中，研究人員開發(fā)了一系列稱為 OptoAMP 的新光遺傳學(xué)電路，與基礎(chǔ)電路（OptoEXP）相比，該電路將對(duì)藍(lán)光的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)放大多達(dá) 23 倍。這些電路在黑暗和光明條件下表現(xiàn)出高達(dá) 41 倍的感應(yīng)，在低至 1% 的光占空比下有效激活，以及在至少 5L 的生物反應(yīng)器中強(qiáng)均勻光感應(yīng)。
研究人員還展示了 OptoAMP 電路在新的三階段發(fā)酵中控制工程代謝途徑的能力，使用不同的光照時(shí)間表來(lái)控制酶的表達(dá)并提高乳酸、異丁醇和柚皮素的產(chǎn)量。這些電路擴(kuò)展了光遺傳學(xué)對(duì)代謝工程的適用性。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.0c00642

業(yè)界新聞

1、Biogen 和 Ginkgo Bioworks 共同開發(fā)新型 AAV 載體生產(chǎn)平臺(tái)
美國(guó)東部時(shí)間 5 月 21 日，Biogen 和 Ginkgo Bioworks 共同宣布建立合作伙伴的關(guān)系，兩家公司將共同開發(fā)重組腺相關(guān)病毒（AAV）載體的生產(chǎn)平臺(tái)，而 AAV 正是基因和細(xì)胞療法的一大熱點(diǎn)。
根據(jù)協(xié)議條款，Biogen 將獲得使用 Ginkgo 獨(dú)有的細(xì)胞編程平臺(tái)和功能的權(quán)限。Ginkgo 將利用其技術(shù)和資源，摸索提高 Biogen 基因療法中 AAV 濃度的生產(chǎn)工藝。Biogen 預(yù)先向 Ginkgo 支付了 500 萬(wàn)美元款項(xiàng)，如果該合作計(jì)劃實(shí)現(xiàn)了某些研究、開發(fā)和商業(yè)的里程碑，Ginkgo 則將有可能獲得高達(dá) 1.15 億美元的里程碑付款。
2、Senti Bio 與 BlueRock 合作開發(fā)用于再生醫(yī)學(xué)的基因電路工程細(xì)胞療法
美國(guó)東部時(shí)間 5 月 26 日，拜耳公司的全資子公司 BlueRock Therapeutics LP 與盧冠達(dá)的 Senti Biosciences 今天宣布了一項(xiàng)合作和選擇協(xié)議：將 Senti Bio 的基因電路技術(shù)應(yīng)用于 BlueRock 的下一代工程細(xì)胞治療的開發(fā)，潛在的廣泛治療領(lǐng)域，包括但不限于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的神經(jīng)病學(xué)、心臟病學(xué)和免疫學(xué)。
根據(jù)協(xié)議條款，Senti Bio 將負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、構(gòu)建和測(cè)試細(xì)胞狀態(tài)和疾病特異性智能傳感器和調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)盤，用于 BlueRock Theatrice 的再生醫(yī)學(xué)候選產(chǎn)品。
BlueRock Therapeutics 將獲得在特定適應(yīng)癥中許可合作開發(fā)的細(xì)胞療法產(chǎn)品基因回路的選擇。進(jìn)行選擇權(quán)交易后，BlueRock Therapeutics 將負(fù)責(zé)為任何使用了 Senti Bio 許可基因電路的細(xì)胞治療候選產(chǎn)品開展臨床前、臨床和商業(yè)化活動(dòng)。
3、合成生物學(xué)公司 Origin.Bio 獲得殷拓創(chuàng)投（EQT Ventures）領(lǐng)投的 1500 萬(wàn)美元資金
德國(guó)時(shí)間 5 月 26 日，總部位于德國(guó)慕尼黑的生物技術(shù)公司 Origin.Bio 籌集了 1500 萬(wàn)美元的資金。該輪融資由殷拓創(chuàng)投（EQT Ventures）領(lǐng)投，現(xiàn)有投資者 BlueYard Capital 和新投資者 Taavet Hinrikus、Sten Tamkivi、Acequia Capital、Inventures 和 Charlie Songhurst 參與其中。
Origin.Bio 是一家由詹斯?克萊因（Jens Klein）創(chuàng)立的合成生物學(xué)公司，致力于構(gòu)建合成的微生物，用以制造傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)的成分，而所需能源及產(chǎn)生的污染都更少。據(jù)悉，該公司計(jì)劃使用這筆資金來(lái)擴(kuò)大技術(shù)和團(tuán)隊(duì)。
“我們正在生物技術(shù)領(lǐng)域中創(chuàng)建一種新型的制造公司，我們的最終產(chǎn)品可以提供可持續(xù)成分來(lái)改善世界。”Jens Klein 說(shuō)道。
4、世界上第一個(gè)完全測(cè)序的人類基因組的 NTF 或于 6 月 10 日拍賣
不可替代的憑證在世界范圍內(nèi)迅速流行，目前有許多現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象被作為 NFT（Non-fungible token，非同質(zhì)化代幣）存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，包括藝術(shù)品，模因和 音樂音樂會(huì)。即將迎來(lái)首個(gè)人類基因組不可替代標(biāo)記。
5 月 25 日的最新消息，由哈佛醫(yī)學(xué)院教授喬治?丘奇（George Church）共同創(chuàng)立的個(gè)人基因組學(xué)服務(wù)星云基因組學(xué)（Nebula Genomics）正在與 AkoinNFT 和 Oasis Network 共同拍賣 Church 的完整基因組，以 NFT 的形式。
團(tuán)隊(duì)暗示基因組數(shù)據(jù)的 NFT 代表權(quán)將于 2021 年 6 月 10 日拍賣給最高出價(jià)者，并將通過(guò) Oasis Labs Parcel SDK 存儲(chǔ)在 Oasis Network 區(qū)塊鏈中。 
5、Enveric Biosciences 收購(gòu) MagicMed Industries
意大利時(shí)間 5 月 24 日，開發(fā)新型大麻素****物以改善癌癥患者生活質(zhì)量的 Enveric Biosciences 宣布達(dá)成協(xié)議，收購(gòu)專注于新一代迷幻分子化合物和衍生物的****物發(fā)現(xiàn)與開發(fā)平臺(tái)的 MagicMed Industries。
通過(guò)在卡爾加里大學(xué)最新設(shè)施中的廣泛研發(fā)能力，MagicMed 專注于新候選****物的發(fā)現(xiàn)和早期開發(fā)，在結(jié)構(gòu)上與迷幻****相關(guān)，具有極大改善的****物特性和用于治療神經(jīng)和心理適應(yīng)癥的商業(yè)潛力。Psybrary? 是 MagicMed 的新型迷幻衍生物庫(kù)，其通過(guò)合成生物學(xué)和傳統(tǒng)化學(xué)技術(shù)結(jié)合而進(jìn)行開發(fā)。
對(duì) MagicMed 的收購(gòu)將擴(kuò)大和補(bǔ)充 Enveric 目前主要用于大麻素的天然化合物產(chǎn)品線，包括一個(gè)迷幻分子衍生產(chǎn)品的組合。
6、Hyasynth 宣布新的大麻素合成途徑的美國(guó)專利授權(quán)
加拿大時(shí)間 5 月 26 日，專注于發(fā)酵生產(chǎn)大麻素成分的生物技術(shù)公司 Hyasynth 宣布了其生物合成工藝和專利組合的最新信息。
2021 年 4 月 13 日，該公司獲得了美國(guó)專利第 10975395 號(hào)的授權(quán)，該授權(quán)涉及在酵母中使用其新的大麻素生物合成途徑。該途徑是第一個(gè)從非植物來(lái)源鑒定的此類途徑，將達(dá)到大麻二酚所需的酶促步驟減少了約 75%。
過(guò)去一年，該公司還將另外 7 項(xiàng)專利申請(qǐng)推進(jìn)到國(guó)際 PCT-phase 階段，涉及主要和次要大麻素的生物合成。不斷增長(zhǎng)的專利組合包括數(shù)百種新穎的酶和工藝，這些酶和工藝已使 Hyasynth 能夠生產(chǎn) 20 多種稀有的大麻素。
7、Engine Biosciences 完成 4300 萬(wàn)美元 A 輪融資
美國(guó)東部時(shí)間 5 月 26 日，Engine Biosciences 宣布成功完成超額認(rèn)購(gòu)的 4300 萬(wàn)美元的 A 輪融資。本輪融資由 Polaris Partners 領(lǐng)投，Polaris Partners 的執(zhí)行合伙人 Amy Schulman 因此加入了 Engine Biosciences 董事會(huì)。其他投資者還包括 6 Dimensions Capital、WuXi AppTec、DHVC、EDBI、百度風(fēng)投、Vectr Ventures、Goodman Capital、WI Harper 和 Nest.Bio 等。
Engine 致力于數(shù)據(jù)科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、組合遺傳學(xué)、化學(xué)和****物發(fā)現(xiàn)的交叉應(yīng)用。Engine 的技術(shù)使研究人員和****物開發(fā)人員能夠比傳統(tǒng)方法更快，更經(jīng)濟(jì)高效地發(fā)現(xiàn)疾病的基因相互作用和生物網(wǎng)絡(luò)。到目前為止，Engine 已經(jīng)籌集了 5300 萬(wàn)美元，其中包括 2018 年種子輪的 1000 萬(wàn)美元。

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