【Nature】对所有病毒感染免疫！哈佛大学创造出超级细菌，让合成生物学和转基因更安全

2023年3月15日，哈佛医学院的George Church实验室在《Nature》杂志上发表了一项新的研究，这项研究能够在利用合成生物学技术生产药物或其他有用物质时避免病毒污染带来的巨大损失。而且，该技术还可以用用于转基因生物中，能够防止转基因的逃逸及其可能带来的潜在危害。

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05824-z

剑桥大学研究

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2022年10月，剑桥大学的研究人员在《Science》期刊发表了一篇研究论文。该研究团队认为，他们通过重构遗传密码开发出了一种对病毒免疫的大肠杆菌。

剑桥大学团队所使用的的方法是对大肠杆菌基因组进行重组，使其从61组密码子中编码维持生命所需的全部蛋白质，而不是自然状态下的64组密码子。按照这一设想，病毒难以在缺失了几组密码子的大肠杆菌内复制，也就无法感染和劫持细胞。

哈佛大学研究

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乔治·丘奇团队认为，要想构建出真正抵抗任何病毒感染的生物体，关键在于转运RNA，也就是tRNA。乔治·丘奇团队进一步添加了新的诱骗tRNA，这些诱骗tRNA会把TCG和TCA从原本的丝氨酸识别为亮氨酸。

而亮氨酸和丝氨酸在物理和化学上的区别是最大的。当入侵病毒（噬菌体）注入自己充满TCG和TCA的遗传密码，并尝试劫持大肠杆菌制造病毒蛋白时，这些tRNA就会打乱病毒的合成指令，在蛋白质序列中引入错误的氨基酸，从而合成无功能的病毒蛋白质，这也意味着病毒无法完成复制，也就无法进一步感染更多细胞。

研究团队证实，在大肠杆菌中引入的诱骗tRNA效率很高，能够压倒来自病毒的tRNA。

两个独立的保障措施

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为了保险起见，研究团队还在改造的大肠杆菌上添加了两个独立的保障措施。

第一个保障措施是防止水平基因转移。第二个保障措施是，研究团队设计的细菌本身无法在受控环境之外生存。这些改造的大肠杆菌必须依赖实验室制造的非天然氨基酸生存，这种非天然氨基酸在自然界并不存在。因此，它们一旦逃逸，就会因为缺乏非天然氨基酸来源而迅速死亡。因此，不会有人类或者其他生物体被这些大肠杆菌感染的风险。

总之，这项工作为其他生物体的合成基因组中的类似策略提供基础。关键的医疗产品，如疫苗和蛋白质疗法，越来越依赖于使用易受病毒感染的哺乳动物或人类细胞培养系统，这对成本和产品安全产生了重大影响。不受病毒感染问题影响的受控制、可靠的生产过程，能够最大限度地发挥这些行业的作用，对健康和福祉产生积极影响，同时确保这些过程的安全、可控，维持公信力。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05824-z

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。