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

學界動態

1、通過自組織細菌效應子動態重塑宿主膜丨 Science

在感染過程中，細胞內細菌病原體會將多種效應子轉移到宿主細胞中，而這些進入宿主的效應子將會改變宿主膜的運輸。在這項研究中，研究人員發現了一個自組織系統，其由細菌磷酸肌醇激酶及其反向磷酸酶組成，形成時空模式，包括重塑宿主細胞膜的行波。
軍團菌效應子 MavQ 是一種磷脂酰肌醇 3 - 激酶，靶向內質網。即使在沒有其他細菌成分的情況下，MavQ 和軍團菌 PI3 - 磷酸酶 SidP 也能在內質網上驅動 PI3 - 磷酸的快速周轉，并自發形成行波，沿內質網亞區傳播，誘導囊泡和小管出芽。因此，細菌可以利用自組織膜靶向機制劫持宿主細胞結構來生存。
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


在該項研究中，研究人員展示了 3 年內來自 60 個城市公眾運輸系統的 4728 個微生物宏基因組學圖集，這也是城市微生物生態系統的第一個全球性系統圖集。
該圖集提供了標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）標記和遺傳元件，包括在參考數據庫中找不到的 10928 種病毒、1302 種細菌、2 種古細菌和 838532 種 CRISPR 陣列。
我們鑒定了 4246 種已知的城市微生物，并在 97% 的樣品中發現了 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動，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蛋白對內源性葉綠體 RNA 的體內穩定作用丨 Nucleic Acids Research

五肽重復序列（PPR）蛋白是螺旋重復蛋白，以模塊方式結合 RNA，具有序列特異性，可通過使用氨基酸編碼進行操作。因此，PPR 重復序列是合成生物學應用中設計 RNA 結合蛋白的有前途的支架。
在這項研究中，研究人員報道了一種人工 PPR 蛋白 dPPR rbcL 的體內功能，該蛋白由共有的 PPR 基序組成，設計用于結合擬南芥葉綠體中 rbcL 轉錄物 5’端附近的序列。研究人員使用功能互補測定法證明了該蛋白在體內特異性結合其預期的 RNA 靶標，并通過穩定加工的 rbcL mRNA 替代天然的 PPR 蛋白。
之后，研究人員對靶向 petL 5'UTR 的蛋白質進行了類似的設計，在那里它取代了天然的穩定 PPR 蛋白 PGR3，盡管效率低下。這些結果表明，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 治療可恢復糖原貯積病小鼠模型中的正常血糖并預防肝腫瘤丨 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 患者表現出危及生命的低血糖癥和長期肝并發癥，包括肝細胞腺瘤和肝細胞癌。由于****物遞送在功效和安全性上的挑戰，酶替代療法或基因療法等治療方式對于患者來說仍然具有風險。
在這項研究中，Moderna 團隊將編碼人 G6Pase-α 的工程化 mRNA 封裝進了脂質納米顆粒中，開發了能夠解決 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、光誘導代謝控制的光遺傳學放大電路丨 ACS Synthetic Biology
微生物代謝的動態控制是提高發酵過程中化學產量的有效策略。光遺傳學的高可調性和可逆性是進行控制的強有力選擇。然而，將光遺傳學應用于代謝工程的一個主要問題是在高細胞密度下光穿透性不足的風險，特別是在大型生物反應器中。
在這項研究中，研究人員開發了一系列稱為 OptoAMP 的新光遺傳學電路，與基礎電路（OptoEXP）相比，該電路將對藍光的轉錄反應放大多達 23 倍。這些電路在黑暗和光明條件下表現出高達 41 倍的感應，在低至 1% 的光占空比下有效激活，以及在至少 5L 的生物反應器中強均勻光感應。
研究人員還展示了 OptoAMP 電路在新的三階段發酵中控制工程代謝途徑的能力，使用不同的光照時間表來控制酶的表達并提高乳酸、異丁醇和柚皮素的產量。這些電路擴展了光遺傳學對代謝工程的適用性。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.0c00642

業界新聞

1、Biogen 和 Ginkgo Bioworks 共同開發新型 AAV 載體生產平臺
美國東部時間 5 月 21 日，Biogen 和 Ginkgo Bioworks 共同宣布建立合作伙伴的關系，兩家公司將共同開發重組腺相關病毒（AAV）載體的生產平臺，而 AAV 正是基因和細胞療法的一大熱點。
根據協議條款，Biogen 將獲得使用 Ginkgo 獨有的細胞編程平臺和功能的權限。Ginkgo 將利用其技術和資源，摸索提高 Biogen 基因療法中 AAV 濃度的生產工藝。Biogen 預先向 Ginkgo 支付了 500 萬美元款項，如果該合作計劃實現了某些研究、開發和商業的里程碑，Ginkgo 則將有可能獲得高達 1.15 億美元的里程碑付款。
2、Senti Bio 與 BlueRock 合作開發用于再生醫學的基因電路工程細胞療法
美國東部時間 5 月 26 日，拜耳公司的全資子公司 BlueRock Therapeutics LP 與盧冠達的 Senti Biosciences 今天宣布了一項合作和選擇協議：將 Senti Bio 的基因電路技術應用于 BlueRock 的下一代工程細胞治療的開發，潛在的廣泛治療領域，包括但不限于再生醫學領域的神經病學、心臟病學和免疫學。
根據協議條款，Senti Bio 將負責設計、構建和測試細胞狀態和疾病特異性智能傳感器和調節器轉盤，用于 BlueRock Theatrice 的再生醫學候選產品。
BlueRock Therapeutics 將獲得在特定適應癥中許可合作開發的細胞療法產品基因回路的選擇。進行選擇權交易后，BlueRock Therapeutics 將負責為任何使用了 Senti Bio 許可基因電路的細胞治療候選產品開展臨床前、臨床和商業化活動。
3、合成生物學公司 Origin.Bio 獲得殷拓創投（EQT Ventures）領投的 1500 萬美元資金
德國時間 5 月 26 日，總部位于德國慕尼黑的生物技術公司 Origin.Bio 籌集了 1500 萬美元的資金。該輪融資由殷拓創投（EQT Ventures）領投，現有投資者 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）創立的合成生物學公司，致力于構建合成的微生物，用以制造傳統化學工業的成分，而所需能源及產生的污染都更少。據悉，該公司計劃使用這筆資金來擴大技術和團隊。
“我們正在生物技術領域中創建一種新型的制造公司，我們的最終產品可以提供可持續成分來改善世界。”Jens Klein 說道。
4、世界上第一個完全測序的人類基因組的 NTF 或于 6 月 10 日拍賣
不可替代的憑證在世界范圍內迅速流行，目前有許多現實世界中的對象被作為 NFT（Non-fungible token，非同質化代幣）存儲在區塊鏈上，包括藝術品，模因和 音樂音樂會。即將迎來首個人類基因組不可替代標記。
5 月 25 日的最新消息，由哈佛醫學院教授喬治?丘奇（George Church）共同創立的個人基因組學服務星云基因組學（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。
團隊暗示基因組數據的 NFT 代表權將于 2021 年 6 月 10 日拍賣給最高出價者，并將通過 Oasis Labs Parcel SDK 存儲在 Oasis Network 區塊鏈中。 
5、Enveric Biosciences 收購 MagicMed Industries
意大利時間 5 月 24 日，開發新型大麻素****物以改善癌癥患者生活質量的 Enveric Biosciences 宣布達成協議，收購專注于新一代迷幻分子化合物和衍生物的****物發現與開發平臺的 MagicMed Industries。
通過在卡爾加里大學最新設施中的廣泛研發能力，MagicMed 專注于新候選****物的發現和早期開發，在結構上與迷幻****相關，具有極大改善的****物特性和用于治療神經和心理適應癥的商業潛力。Psybrary? 是 MagicMed 的新型迷幻衍生物庫，其通過合成生物學和傳統化學技術結合而進行開發。
對 MagicMed 的收購將擴大和補充 Enveric 目前主要用于大麻素的天然化合物產品線，包括一個迷幻分子衍生產品的組合。
6、Hyasynth 宣布新的大麻素合成途徑的美國專利授權
加拿大時間 5 月 26 日，專注于發酵生產大麻素成分的生物技術公司 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，該公司獲得了美國專利第 10975395 號的授權，該授權涉及在酵母中使用其新的大麻素生物合成途徑。該途徑是第一個從非植物來源鑒定的此類途徑，將達到大麻二酚所需的酶促步驟減少了約 75%。
過去一年，該公司還將另外 7 項專利申請推進到國際 PCT-phase 階段，涉及主要和次要大麻素的生物合成。不斷增長的專利組合包括數百種新穎的酶和工藝，這些酶和工藝已使 Hyasynth 能夠生產 20 多種稀有的大麻素。
7、Engine Biosciences 完成 4300 萬美元 A 輪融資
美國東部時間 5 月 26 日，Engine Biosciences 宣布成功完成超額認購的 4300 萬美元的 A 輪融資。本輪融資由 Polaris Partners 領投，Polaris Partners 的執行合伙人 Amy Schulman 因此加入了 Engine Biosciences 董事會。其他投資者還包括 6 Dimensions Capital、WuXi AppTec、DHVC、EDBI、百度風投、Vectr Ventures、Goodman Capital、WI Harper 和 Nest.Bio 等。
Engine 致力于數據科學、機器學習、組合遺傳學、化學和****物發現的交叉應用。Engine 的技術使研究人員和****物開發人員能夠比傳統方法更快，更經濟高效地發現疾病的基因相互作用和生物網絡。到目前為止，Engine 已經籌集了 5300 萬美元，其中包括 2018 年種子輪的 1000 萬美元。

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