Nature Biotechnology发表重磅级成果：科学狂人实验室推出定制DNA分子

Craig Venter等人建立了世界首台 数字生物转换器（Digital Biological Converter, DBC），目前已经制备荧光蛋白，抗体多肽，RNA病毒（H1N1流感）和流感疫苗，此外他们还构建了一个完整的噬菌体，这一成果首次实现了“传真”生命形态，未来也许会引起全新的技术革命。

　　

生物通报道：好莱坞灾难片一个惯用套路就是致命病毒的突然来袭，现实世界里在没有疫苗，没有治疗方法的偏远地区，致命病毒确实是会夺去许多人的生命，但是现在一项最新研究表明，世界另一端的研究人员能将有效的疫苗通过email送到偏远地区，你相信吗？

加州合成基因组公司（Synthetic Genomics）的创始人就是“科学狂人”J. Craig Venter，这位基因测序教父级人物在“教唆”政府花费1亿美元来测序一个人的全基因组(实际上是他自己的基因组)之后，又致力于打造人工生命，因此成为了备受推崇又备受争议的一位科学家。

Venter与他实验室的另外一位成员：Dan Gibson早在2013年中国发生禽流感疫情后就开始设想前文出现的情况，为此他们研发出了一个原型DNA合成仪：BioXp 3200（目前已在售），这一仪器可以根据数字序列和一些合适的寡核苷酸链（作为DNA合成的引物）而生成DNA分子。因此当年亚洲出现H7N9禽流感威胁时，Gibson就已经做好了准备，他针对公共数据库中的H7 和 N9基因，委托一家当地的公司合成寡核苷酸，第二天早上就将这些基因送往诺华公司进行RNA疫苗生产。

这个过程很快，但Gilson认为还可以更快，“当时我就想，‘为什么我们不能设计一种设备，可以在世界的任何地方，通过email接收序列信息，就能利用原材料合成DNA呢？’”。

这就是现在Gibson，Venter和他们的团队所建立的世界首台 数字生物转换器（Digital Biological Converter, DBC），这个设备可接收远程发送的DNA序列，制备合适的寡核苷酸，将其植入“通用型细胞”中，从而创造生命体，也就是说可以将DNA转化为疫苗，或者转化为任何RNA分子或蛋白质。

迄今为止，这一研究组已经利用DBC制备荧光蛋白，抗体多肽，RNA病毒（H1N1流感）和流感疫苗，此外他们还构建了一个完整的噬菌体（合成DNA并自动将其转入到大肠杆菌中），这也就是可以完成噬菌体的生成，用于感染病毒。这个过程完全自动化，不需要任何人工干预，因此可以说这一成果首次实现了“传真”生命形态，未来也许会引起全新的技术革命。

西方大学化学与生物工程师Michael Jewett对表示：“这些作者勾画出了未来，那时人们可以完全数字化和自动化的方式完成从DNA序列到功能的输出。虽然目前这个设备还有些笨重。。。但是将所有的这些部分连接在一起而无需人为干预的这个想法真是绝妙。”

具体来看下DBC的指标：
 

MACHINE	COMMERCIALLY AVAILABLE?	INPUT REQUIRED	MAKES DNA?	MAKES RNA?	MAKES PROTEIN?
BioXp 3200	Yes, from Synthetic Genomics	DNA sequence data and oligonucleotides (specifically designed by the company)	Yes, 400 to 1,800bp fragments	No	No
DBC	No, prototype only	DNA sequence data	Yes. Largest DNA molecule made to date is the 5,386-base-pair genome of a bacteriophage created from the automated assembly of smaller fragments	Yes, by in vitro transcription.	Yes, by in vitro translation.

此外，还有一些科学家相信，利用DBC可以被用于殖民外星：将人类基因代码写入细菌，将这些细菌送到太空，当抵达目的地后再将基因数据进行重新组装。

(生物通：万纹)

原文标题：

K.S. BOLES ET AL., “DIGITAL-TO-BIOLOGICAL CONVERTER FOR ON-DEMAND PRODUCTION OF BIOLOGICS,” NAT BIOTECHNOL, DOI:10.1038/NBT.3859, 2017. IMAGE USED WITH PERMISSION FROM DAN GIBSON