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日期:[ 2020年06月23日 星期二 ] -- 助创 -- 版次:[ 12 ]
基因编辑,线虫亮出“福建制造”
□本报记者 阮锡桂 游笑春/文 林熙/图

    技术总监赵培(上)正在指导实验。

    显微镜下的秀丽隐杆线虫(20倍放大)

    带荧光标记的线虫

    实验人员正在观察线虫情况。

    实验人员查看已经完成基因编辑的线虫。

    秀丽隐杆线虫(以下简称线虫),作为一种新的模式动物,被带进实验室已经有60多年,它正被全球各地用来做生物科学研究。

    最近三年,2000多株在福州经过基因编辑的线虫开始走向全世界。购买它们的,是来自20多个国家和地区的近400家实验室。它们之中,许多是国外顶级的实验室,包括哈佛医学院、剑桥大学、多伦多大学等著名大学的科研机构。目前,全球100强高校中已有80个选择从福州订制基因编辑线虫。

    这一切,得益于国内最顶尖的线虫基因编辑团队被引进福州。福建上源生物科学技术有限公司,正瞄准世界第一,在线虫基因编辑领域攻城拔寨,让生物医学界重新认识中国,认识福州。

    近日,在IFC福州国际金融中心,《助创》记者发现了这些线虫的“家”。这里是全球领先的线虫基因编辑基地,成千上万株线虫在这里诞生。按照客户的需求,这些线虫基因被编辑成功后,将走上通往世界各地实验室的旅程,并成为重要的科研工具。只有这里,能够做到对线虫任意位点进行基因编辑。

    本期《助创》,关注这只体长仅1毫米的多细胞真核生物,如何助力福州走上生物科技前沿。

 

 

    6月19日,宁德师范学院大四学生余晓玲正在显微镜下观察线虫,她的工作,是将经过基因测序验证的线虫分装进器皿,准备交付客户。

    这是线虫基因编辑生产流程的最后一段工序。还处于见习期的余晓玲,虽然专业是生物技术,但接触线虫,却是加入这家公司后才有的。不久,她将正式进入公司,从事这项“高精尖”的工作。

    余晓玲的“师傅”,是3年前毕业于福建师范大学的李亚南。她告诉记者,在进行基因测序验证之前,公司会按客户的要求进行编辑方案设计、注射用质粒制备、显微注射、初步筛选和基因型鉴定,在完成这些后,一株全新的线虫就诞生了。它将被世界各地的科学家用于各类生物科技研究。

    清华博士的线虫“私人订制”

    科学研究表示,秀丽隐杆线虫的基因与人类基因有40%~60%的同源性。也就是说,在线虫身上试验取得的研究成果,也可以适用于人类生命机理的揭示,可以用于研究疾病治疗,拯救生命。因为这项发现,线虫与果蝇、斑马鱼、小白鼠一起,成为科学家们喜爱的研究工具。

    抓住这样的市场机会,上源生科引进一大批国内外顶尖大学的研发人员,开始打造线虫基因编辑服务。其中,有清华大学和厦门大学生命科学院的博士,也有来自美国哥伦比亚大学的高才生,研发团队平均年龄不到30岁。2016年10月,上源生科在福州注册成立。

    上源生科技术总监、毕业于清华大学的赵培博士就是一例,2017年,赵培被认定为福州市引进高层次B类人才。她告诉记者:“我们最大的特点,就是能利用CRISPR/Cas9技术,对线虫任何位点的基因进行精确的靶向性基因编辑。我们可以在任意位点随意插入基因序列,随意删除基因序列。”

    这样的技术优势,成了公司的核心竞争力。“我们已经为近400家研究所和实验室提供了基因编辑的线虫,我们编辑过的线虫收获了国际线虫圈的认可。”赵培告诉记者,截至目前,上源编辑的30株线虫被22篇国际知名学术刊物引用。包括“Cell”“Nature”“GENETICS”等。公司不仅在线虫遗传学中心(CGC)成功申请实验室代码PHX和等位基因代码syb,还有多株线虫被收录。

    据介绍,2019年7月,秀丽隐杆线虫脑回路首次被科学家完全破解。研究人员绘制了线虫全部神经元的完整图谱,以及全部神经元之间所有的7000个连接,这让线虫成为更好的研究人源神经性疾病的模式生物。

    得益于此,上源生科进入了业绩的爆发期。截至5月31日,今年公司已收获了71.5万美元的销售额,这个数字,已经超2019年123.35万美元销售额的一半。持续的订单,让上源生科自2月10日复工后便开始满负荷生产。记者看到,实验室50多名年轻的操作员穿梭在不同的仪器中,基因编辑各道工序衔接有条不紊。

    “我们的产品不仅技术水平过硬,而且性价比很高,所以受到很多实验室的欢迎。”上源生科总经理林可敬告诉记者,目前,全世界范围内能够提供线虫转基因服务的企业只有美国的Nemametrix,但其在价格、服务范围、交货时限、品质控制和产能方面都与上源生科有差距。“价格上,Nemametrix基因敲除服务的平均价格是我们的四倍,我们目前一个月至少可以生产160个订单,可以说是又快又好又便宜。”

    “对将线虫作为主要研究对象的顾客,我们提供一站式服务,包括研究人源基因在线虫中的作用、验证目的基因在线虫中的功能是否保守等。”林可敬表示,“客户只需要给出研究目的,我们提供整套实验计划,完成全部实验并提交结题报告。”

    产业链延伸的广阔应用前景

    记者了解到,为全世界科学家提供专业的线虫基因编辑服务,只是开始,与线虫基因编辑相关的上下游技术服务,空间更为广阔。

    “我们设在苏州的子公司,主要利用线虫模型进行人源疾病模型的建立、药物筛选和开发。因为苏州工业园区正推动相关产业的聚集,它很需要我们这类做基础研发的公司。”林可敬表示。

    辅助药物筛选,无疑是线虫基因编辑的一大应用。“线虫的许多药靶基因与人类基因有60%的同源性,且在细胞增殖、细胞分化、细胞凋亡等生命体机制的信号通路具有高度的保守性。因此,我们可以在线虫上做出很多人源疾病的动物模型,用来进行人源疾病的研究和药物筛选,这些都是我们公司成熟和核心的技术。”谈到公司的技术优势,赵培如数家珍。

    据介绍,目前可以用于药物筛选的模型有阿尔兹海默症模型和肿瘤模型。正在研究的模型有帕金森症模型、糖尿病模型、癫痫模型、II型神经胶质瘤模型等。

    林可敬表示,上源生科不仅提供专业高效的线虫基因编辑,还提供基因编辑相关的上下游技术服务,如载体构建、表型分析、课题讨论等相关技术服务。目前,公司还在努力拓展四大产业化项目,包括构建人类疾病线虫模型并用模型进行药物筛选,承担多杀菌素高产攻关项目,在线虫中创建生物制剂药效影响评价平台,在线虫中创建水、空气、土壤环境评价平台等。

    “多杀菌素是一种生物杀虫剂,全世界每年有百亿美元的市值,现在市场基本上被美国公司垄断。”林可敬表示,“国内的研发专家现在正与我们在基因编辑领域进行合作,试图找到技术突破口,现在已经有了初步成果。”

    在抗击新冠肺炎疫情中,线虫也在发力。据介绍,2020年初,上源生科受客户委托,利用基因编辑技术将新冠病毒有关蛋白的编码基因插入到线虫基因组中,用来分析这些蛋白过表达对线虫生长发育的影响,以建立能用来研究毒理和进行药物筛选的秀丽线虫动物模型,助力课题组在新冠病毒这一充满挑战的新领域取得突破性的研究成果。

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