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日前，自誕生以來就頗受關(guān)注的“基因組編寫計劃“（GP-write）宣布重大調(diào)整：項目的重點將由合成所有人類基因組堿基對轉(zhuǎn)向重編碼基因組，以制造對病毒感染免疫的細(xì)胞。 GP-write發(fā)起于2016年6月2日，當(dāng)時項目發(fā)起人宣稱將籌資1億美元，在實驗室從零開始設(shè)計并組合所有人類基因組，項目預(yù)計歷時10年。該研究也被認(rèn)為是人類正在向“造物主”靠攏，引發(fā)了對于實驗室人造人（labmade humans）的強烈質(zhì)疑與擔(dān)憂。而隨著該計劃的艱難起步，最初的這一想法已漸漸被束之高閣。 前不久，GP-write科學(xué)工作會議在波士頓召開，GP-write領(lǐng)導(dǎo)人宣布，將組織國際科研合作團隊，共同進行“重編碼計劃”，旨在改變細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)，抵抗病毒感染。  紐約市紐約大學(xué)Langone醫(yī)療中心遺傳學(xué)者 Jef Boeke說，新發(fā)布的項目更為具體，旨在對人類及其他物種的細(xì)胞進行重新設(shè)計，使之“極度安全”，同時，也代表了“貫穿GP-write始終的主題”。 而他也將與哈佛大學(xué)著名遺傳學(xué)者George Church、紐約市Nancy J Kelley Associates 律師行 Nancy Kelley 律師、舊金山軟件公司Autodesk Research的 Andrew Hessel 共同領(lǐng)導(dǎo)此項目。 那么，這是否意味著抗病毒人類即將出現(xiàn)？根據(jù) George Church 的說法，存在這種可能性。作為 GP-Write 項目的領(lǐng)軍人物，他曾表示重編碼人類將是合成生物學(xué)的“巔峰”。  圖丨George Church 目前，GP-write 和其管理機構(gòu)“卓越中心（Center of Excellence）”并不會為新計劃提供資助。Kelley說，“我們正在計劃尋求基金會、慈善投資人或政府出資人的幫助。” 但是，一旦新項目能像最近完成的合成酵母基因組項目那樣，就“構(gòu)建極度安全的細(xì)胞”這一目標(biāo)，與全球其他合成生物學(xué)實驗室展開合作，那么該項目也能獲得實際收益，收益來源之一就包括各大藥廠。這是因為，一旦用于生產(chǎn)藥用蛋白的細(xì)胞遭到病毒感染，藥廠有時就要被迫停產(chǎn)。而耐藥細(xì)胞系則更安全有效，對藥廠的檢測要求也更低。  圖丨Farren Isaacs GP-write 科學(xué)執(zhí)行委員會的成員、耶魯大學(xué)的生物工程師 Farren Isaacs 表示，更廣泛地來說，該項目可能有助于研究人員超越 CRISPR 等編輯工具的限制，不再局限于在幾個特定位置對 DNA 進行調(diào)整，而是對基因組進行更廣泛的重新設(shè)計。 他設(shè)想，未來的方向是“通過重新編寫基因組……賦予生物體全新的功能”，比如，擁有那些只有在嚴(yán)格控制的生物防護實驗室環(huán)境中才能發(fā)展壯大的能力。除抵抗病毒以外，GP-write 組織者還在考慮開發(fā)其他極度安全細(xì)胞特征，例如抗癌性突變、抗輻射、抗寒等。 抗病毒基因序列 想要細(xì)胞不受病毒的侵害，就需要對其進行“重新編碼”，即改變DNA序列中被認(rèn)為是“密碼子（編碼蛋白質(zhì)的氨基酸結(jié)構(gòu)單元）”的堿基順序。 由于多個密碼子可以代表相同的氨基酸，研究人員可以置換出多余的密碼子，但不影響細(xì)胞的重要功能。當(dāng)病毒劫持細(xì)胞并嘗試復(fù)制時，其需要依賴可將這些密碼子翻譯成蛋白質(zhì)的細(xì)胞機器對其基因進行解碼。通過完全消除某些密碼子，研究人員可以安全地擺脫這些細(xì)胞機器。 德國馬爾堡菲利普大學(xué)染色體生物學(xué)家 Torsten Waldminghaus 說，重新編碼的細(xì)胞無法解碼、傳播病毒，因為它們“基本上是雞同鴨講”。他并沒有參與GP-write。 根據(jù) GP-write 最新的聲明，如果要讓人類細(xì)胞具有病毒抗性，那么將改變至少400,000個基因組。  圖丨病毒感染了一個細(xì)胞系 Isaacs 說，根據(jù)新基因組的設(shè)計方式，該項目可能仍然嚴(yán)重依賴基因編輯，即交換已有 DNA 序列上不同位置的堿基。但是為了將密實填集的密碼子換成基因組的某部分，甚至將來插入全新的基因組，研究人員將不得不設(shè)計和運送更大范圍的實驗室合成的 DNA 。 該項目可能需要 GP-write 參與者們的實驗室技術(shù)。2005年，當(dāng) Isaacs 還在 Church 實驗室做博士后研究員時，他就開始進行試驗，重新編碼細(xì)菌大腸桿菌基因組。在2013年的一篇論文中，Isaacs、Church 和其同事通過單個置換大腸桿菌中全部321個密碼子，使其可以抵抗某些病毒?，F(xiàn)在，以上兩個實驗室研究都正在努力去除其他大腸桿菌密碼子。 在談到重新編碼這一想法時，Waldminghaus 說：“它在大腸桿菌中已初見成效，我希望它對人體細(xì)胞同樣有用。雖然這并不是令人驚訝的科學(xué)‘新鮮事’，但我還是認(rèn)為把時間花在上面是值得的?！?/div> 實際問題依然存在 目前，我們尚不清楚新項目的具體執(zhí)行細(xì)節(jié)。 Boeke希望優(yōu)先考慮重新編碼人類和小鼠的基因組。同時，他希望能夠收集反饋并評估其潛在合作伙伴的興趣度。如果此新項目仿造正在進行的酵母基因組計劃（即 Sc2.0）的模式，那么選擇參與的團體將根據(jù)其份額提供資金，并按照染色體分配其具體工作。 Boeke預(yù)計，他們會面對Sc2.0中沒有的挑戰(zhàn)。他說，酵母計劃的“團隊相對較小、合作無間。我要想到，對于這個更大、更多元的團隊來說，可能不會這么簡單。” GP-write 囊括了近 200 位科學(xué)家，還包括9個自組的“工作組”，負(fù)責(zé)技術(shù)以及該項目倫理、法律、社會影響等基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)。自去年 GP-write 會議以來，這些小組都為其未來工作制定了“章程”及“規(guī)劃”，這些內(nèi)容近期將做披露。  同時，知識產(chǎn)權(quán)方面的考慮也可能使此項目復(fù)雜化。Boeke 說，“在合成生物學(xué)和合成基因組學(xué)方面，很多IP（知識產(chǎn)權(quán)）只是大概一提。而人類研究的收益要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于酵母研究?！?/div> Isaacs 指出，哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)和劍橋麻省理工學(xué)院都擁有與基因重新編碼有關(guān)的專利。但縱觀這個能激發(fā)未來各種科學(xué)突破的 GP-write，目前卻僅有一個知識產(chǎn)權(quán)小組負(fù)責(zé)探討本項目所用技術(shù)該如何走向大眾。
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