3 月 16 日消息，美国哈佛医学院的研究人员在遗传工程和合成生物学方面取得了重大进展，他们修改了一种大肠杆菌菌株，使其对自然界所有已知病毒感染免疫，同时也将细菌或其改造的基因逃逸到野外的可能性降到最低，这项工作有望降低在利用细菌生产药物和其他有用物质时的病毒污染风险。
该研究于 2023 年 3 月 15 日发表在《自然》杂志上。该研究的第一作者是哈佛医学院遗传学系的博士后 Akos Nyerges。他说：“我们相信我们开发出了首个技术，可以设计出一个不能被任何已知病毒感染的生物。”
据了解，该技术的关键在于改变细菌中的密码子，密码子指示细胞如何制造蛋白质。Nyerges 和同事们发现，通过改变密码子所对应的氨基酸（蛋白质的构成单元），可以使细菌产生错误折叠、无功能的病毒蛋白质，从而阻止病毒复制和感染更多细胞。
此外，该技术还提供了两种安全措施。一是防止水平基因转移，即细菌之间交换基因片段和特征（如抗生素耐药性）的现象。Nyerges 和同事们通过在细菌基因中进行替换，使得所有需要亮氨酸（一种氨基酸）的位置都用 TCG 或 TCA（两种密码子）代替。如果其他生物吸收了这些修改过的基因片段，它们会产生无用的蛋白质，并且没有任何进化优势。“这些遗传信息将是无意义的。”Nyerges 说。
二是使细菌依赖于一种实验室制造的氨基酸，这种氨基酸在自然界不存在。如果任何细菌逃逸出去，它们就会失去这种氨基酸而死亡。因此，“超级细菌”不会感染人类或其他动物。
Nyerges 期待探索密码子重编程作为一种工具，促使细菌产生医学上有用的合成材料，这些材料可能需要昂贵的化学方法才能制造。“还有很多未知领域等待我们去开拓。”他说。