编写生命体的摩斯密码

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编写生命体的“摩斯密码”

战争时期，人们通过摩斯密码传递信息。而在生命体中，也蕴藏着一串“遗传密码”。

在DNA的双螺旋结构中，A、T、C、G是其结构上的碱基，通过不同的碱基配对，最终可以排成64个密码子，这被称为生命的“遗传密码”包括了能够编码20种天然氨基酸的61个密码子，以及作为终止信号的3个密码子。而该成果正是利用基因组重编码技术针对“遗传密码”进行编码，旨在赋予生命体或细胞以抗病毒能力。

2016年，George Church等人提出了GP-write，旨在从被动读取基因组转向主动编写基因组，利用生物工程技术以解决人类面临的许多全球问题，如病毒感染、濒危物种增多、气候变暖等。2018年，GP-write发起者们提出了基因组重编码来构建抗病毒人类细胞系计划。

在此基础上，研究团队提出了一个潜在方案来制备抗病毒人类细胞系，即在全基因组范围内将终止密码子TAG转化为TAA，并将内源性真核释放因子替换为具有选择性通读的工程化突变体，使得人类细胞系具有抗病毒的能力。

研究初期，为了快速且精准地定位DNA密码子的具体位置，研究团队自主研发了GRIT软件。

“GRIT软软件就像一个‘搜索引擎’，它能够在全基因组范围内进行搜索、定位所需要的密码子，同时能够提供改造密码子所需的向导RNA（gRNA）。我们利用GRIT软件识别了人类基因组中所有的TAG密码子，并合成了将TAG转换为TAA的gRNA，用于碱基编辑，”陈宇庭说道。

随后，他们借助多个gRNA同步递送及胞嘧啶碱基编辑器（CBE）稳定表达进行非靶向链C到T修改，成功实现将TAG转换为TAA，并通过全基因组测序、RNA测序、核型分析3种方式对单克隆细胞的转换结果进行评估，结果显示一次转染成功实现了33个基因位点的同步编辑，且没有观察到细胞基因表达异常及明显的染色体异常等。