合成生物一周汇总丨疫苗厂商Moderna递送mRNA治疗罕见遗传病；首个全球城市微生物宏基因组图集

学界动态

1、通过自组织细菌效应子动态重塑宿主膜丨 Science

在感染过程中，细胞内细菌病原体会将多种效应子转移到宿主细胞中，而这些进入宿主的效应子将会改变宿主膜的运输。在这项研究中，研究人员发现了一个自组织系统，其由细菌磷酸肌醇激酶及其反向磷酸酶组成，形成时空模式，包括重塑宿主细胞膜的行波。
军团菌效应子 MavQ 是一种磷脂酰肌醇 3 - 激酶，靶向内质网。即使在没有其他细菌成分的情况下，MavQ 和军团菌 PI3 - 磷酸酶 SidP 也能在内质网上驱动 PI3 - 磷酸的快速周转，并自发形成行波，沿内质网亚区传播，诱导囊泡和小管出芽。因此，细菌可以利用自组织膜靶向机制劫持宿主细胞结构来生存。
论文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6545/935
2、城市微生物群和抗菌素耐****性的全球宏基因组图丨Cell


在该项研究中，研究人员展示了 3 年内来自 60 个城市公众运输系统的 4728 个微生物宏基因组学图集，这也是城市微生物生态系统的第一个全球性系统图集。
该图集提供了标注了地理空间分布的微生物菌株、功能特性、抗微生物抗****性（AMR）标记和遗传元件，包括在参考数据库中找不到的 10928 种病毒、1302 种细菌、2 种古细菌和 838532 种 CRISPR 阵列。
我们鉴定了 4246 种已知的城市微生物，并在 97% 的样品中发现了 31 种与人类共生生物不同的一致物种。不同城市的 AMR 基因在类型和密度上差异很大。受气候和地理差异的驱动，城市显示出不同的微生物分类特征。
论文链接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674 (21) 00585-7
3、定制的人工五肽重复蛋白对内源性叶绿体 RNA 的体内稳定作用丨 Nucleic Acids Research

五肽重复序列（PPR）蛋白是螺旋重复蛋白，以模块方式结合 RNA，具有序列特异性，可通过使用氨基酸编码进行操作。因此，PPR 重复序列是合成生物学应用中设计 RNA 结合蛋白的有前途的支架。
在这项研究中，研究人员报道了一种人工 PPR 蛋白 dPPR rbcL 的体内功能，该蛋白由共有的 PPR 基序组成，设计用于结合拟南芥叶绿体中 rbcL 转录物 5’端附近的序列。研究人员使用功能互补测定法证明了该蛋白在体内特异性结合其预期的 RNA 靶标，并通过稳定加工的 rbcL mRNA 替代天然的 PPR 蛋白。
之后，研究人员对靶向 petL 5'UTR 的蛋白质进行了类似的设计，在那里它取代了天然的稳定 PPR 蛋白 PGR3，尽管效率低下。这些结果表明，人工 PPR 蛋白可以被改造成功能上模拟天然 PPR 蛋白的类型，作为抵御外排核酸酶的物理屏障。
论文链接：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab390/6284178?searchresult=1
4、mRNA 治疗可恢复糖原贮积病小鼠模型中的正常血糖并预防肝肿瘤丨 Nature Communications

糖原贮积病 1a（GSD1a）是一种罕见的遗传性代谢紊乱，其由葡萄糖 6 - 磷酸酶（G6Pase-α）的缺乏所引起。GSD1a 患者表现出危及生命的低血糖症和长期肝并发症，包括肝细胞腺瘤和肝细胞癌。由于****物递送在功效和安全性上的挑战，酶替代疗法或基因疗法等治疗方式对于患者来说仍然具有风险。
在这项研究中，Moderna 团队将编码人 G6Pase-α 的工程化 mRNA 封装进了脂质纳米颗粒中，开发了能够解决 GSD1a 的新疗法。在表型上，近似于人类疾病的临床前鼠模型证明了该方法的有效性和安全性，使得该方法成为能够治疗 GSD1a 的潜在疗法。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-23318-2
5、光诱导代谢控制的光遗传学放大电路丨 ACS Synthetic Biology
微生物代谢的动态控制是提高发酵过程中化学产量的有效策略。光遗传学的高可调性和可逆性是进行控制的强有力选择。然而，将光遗传学应用于代谢工程的一个主要问题是在高细胞密度下光穿透性不足的风险，特别是在大型生物反应器中。
在这项研究中，研究人员开发了一系列称为 OptoAMP 的新光遗传学电路，与基础电路（OptoEXP）相比，该电路将对蓝光的转录反应放大多达 23 倍。这些电路在黑暗和光明条件下表现出高达 41 倍的感应，在低至 1% 的光占空比下有效激活，以及在至少 5L 的生物反应器中强均匀光感应。
研究人员还展示了 OptoAMP 电路在新的三阶段发酵中控制工程代谢途径的能力，使用不同的光照时间表来控制酶的表达并提高乳酸、异丁醇和柚皮素的产量。这些电路扩展了光遗传学对代谢工程的适用性。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.0c00642

业界新闻

1、Biogen 和 Ginkgo Bioworks 共同开发新型 AAV 载体生产平台
美国东部时间 5 月 21 日，Biogen 和 Ginkgo Bioworks 共同宣布建立合作伙伴的关系，两家公司将共同开发重组腺相关病毒（AAV）载体的生产平台，而 AAV 正是基因和细胞疗法的一大热点。
根据协议条款，Biogen 将获得使用 Ginkgo 独有的细胞编程平台和功能的权限。Ginkgo 将利用其技术和资源，摸索提高 Biogen 基因疗法中 AAV 浓度的生产工艺。Biogen 预先向 Ginkgo 支付了 500 万美元款项，如果该合作计划实现了某些研究、开发和商业的里程碑，Ginkgo 则将有可能获得高达 1.15 亿美元的里程碑付款。
2、Senti Bio 与 BlueRock 合作开发用于再生医学的基因电路工程细胞疗法
美国东部时间 5 月 26 日，拜耳公司的全资子公司 BlueRock Therapeutics LP 与卢冠达的 Senti Biosciences 今天宣布了一项合作和选择协议：将 Senti Bio 的基因电路技术应用于 BlueRock 的下一代工程细胞治疗的开发，潜在的广泛治疗领域，包括但不限于再生医学领域的神经病学、心脏病学和免疫学。
根据协议条款，Senti Bio 将负责设计、构建和测试细胞状态和疾病特异性智能传感器和调节器转盘，用于 BlueRock Theatrice 的再生医学候选产品。
BlueRock Therapeutics 将获得在特定适应症中许可合作开发的细胞疗法产品基因回路的选择。进行选择权交易后，BlueRock Therapeutics 将负责为任何使用了 Senti Bio 许可基因电路的细胞治疗候选产品开展临床前、临床和商业化活动。
3、合成生物学公司 Origin.Bio 获得殷拓创投（EQT Ventures）领投的 1500 万美元资金
德国时间 5 月 26 日，总部位于德国慕尼黑的生物技术公司 Origin.Bio 筹集了 1500 万美元的资金。该轮融资由殷拓创投（EQT Ventures）领投，现有投资者 BlueYard Capital 和新投资者 Taavet Hinrikus、Sten Tamkivi、Acequia Capital、Inventures 和 Charlie Songhurst 参与其中。
Origin.Bio 是一家由詹斯・克莱因（Jens Klein）创立的合成生物学公司，致力于构建合成的微生物，用以制造传统化学工业的成分，而所需能源及产生的污染都更少。据悉，该公司计划使用这笔资金来扩大技术和团队。
“我们正在生物技术领域中创建一种新型的制造公司，我们的最终产品可以提供可持续成分来改善世界。”Jens Klein 说道。
4、世界上第一个完全测序的人类基因组的 NTF 或于 6 月 10 日拍卖
不可替代的凭证在世界范围内迅速流行，目前有许多现实世界中的对象被作为 NFT（Non-fungible token，非同质化代币）存储在区块链上，包括艺术品，模因和 音乐音乐会。即将迎来首个人类基因组不可替代标记。
5 月 25 日的最新消息，由哈佛医学院教授乔治・丘奇（George Church）共同创立的个人基因组学服务星云基因组学（Nebula Genomics）正在与 AkoinNFT 和 Oasis Network 共同拍卖 Church 的完整基因组，以 NFT 的形式。
团队暗示基因组数据的 NFT 代表权将于 2021 年 6 月 10 日拍卖给最高出价者，并将通过 Oasis Labs Parcel SDK 存储在 Oasis Network 区块链中。 
5、Enveric Biosciences 收购 MagicMed Industries
意大利时间 5 月 24 日，开发新型大麻素****物以改善癌症患者生活质量的 Enveric Biosciences 宣布达成协议，收购专注于新一代迷幻分子化合物和衍生物的****物发现与开发平台的 MagicMed Industries。
通过在卡尔加里大学最新设施中的广泛研发能力，MagicMed 专注于新候选****物的发现和早期开发，在结构上与迷幻****相关，具有极大改善的****物特性和用于治疗神经和心理适应症的商业潜力。Psybrary™ 是 MagicMed 的新型迷幻衍生物库，其通过合成生物学和传统化学技术结合而进行开发。
对 MagicMed 的收购将扩大和补充 Enveric 目前主要用于大麻素的天然化合物产品线，包括一个迷幻分子衍生产品的组合。
6、Hyasynth 宣布新的大麻素合成途径的美国专利授权
加拿大时间 5 月 26 日，专注于发酵生产大麻素成分的生物技术公司 Hyasynth 宣布了其生物合成工艺和专利组合的最新信息。
2021 年 4 月 13 日，该公司获得了美国专利第 10975395 号的授权，该授权涉及在酵母中使用其新的大麻素生物合成途径。该途径是第一个从非植物来源鉴定的此类途径，将达到大麻二酚所需的酶促步骤减少了约 75%。
过去一年，该公司还将另外 7 项专利申请推进到国际 PCT-phase 阶段，涉及主要和次要大麻素的生物合成。不断增长的专利组合包括数百种新颖的酶和工艺，这些酶和工艺已使 Hyasynth 能够生产 20 多种稀有的大麻素。
7、Engine Biosciences 完成 4300 万美元 A 轮融资
美国东部时间 5 月 26 日，Engine Biosciences 宣布成功完成超额认购的 4300 万美元的 A 轮融资。本轮融资由 Polaris Partners 领投，Polaris Partners 的执行合伙人 Amy Schulman 因此加入了 Engine Biosciences 董事会。其他投资者还包括 6 Dimensions Capital、WuXi AppTec、DHVC、EDBI、百度风投、Vectr Ventures、Goodman Capital、WI Harper 和 Nest.Bio 等。
Engine 致力于数据科学、机器学习、组合遗传学、化学和****物发现的交叉应用。Engine 的技术使研究人员和****物开发人员能够比传统方法更快，更经济高效地发现疾病的基因相互作用和生物网络。到目前为止，Engine 已经筹集了 5300 万美元，其中包括 2018 年种子轮的 1000 万美元。

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