开创小核酸独家生物制造工艺,可超低成本大规



专访小默生物 | 开创小核酸独家生物制造工艺,可超低成本大规模生产,已布局RNAi生物农药和医药管线

2022-04-19 16:54 来源: 交流工业馆

原标题:专访小默生物 | 开创小核酸独家生物制造工艺,可超低成本大规模生产,已布局RNAi生物农药和医药管线

上世纪六十年代,DDT 尚在广泛使用,《寂静的春天》一书可谓横空出世,振聋发聩:过度使用农药无异于饮鸩止渴。虽然如此,为了满足人口增长对粮食产量的要求,农药的用量从 1950 年已增长了 50 倍之多,年用量约 250 万吨。

消费者期待着无污染、有机食品,科学家亦从未停止对农药的突破:从高毒到低毒的化学农药,从化学农药到昆虫 / 植物生长调节剂,从外施用药到转抗病虫害基因作物,从一味消杀到构建生态平衡...... 一路寻找更加具备特异性的方法,尽可能利用自然本身存在的现象与规律来 “一物降一物”。

自 1998 年 RNAi 机制在秀丽隐杆线虫的基因表达中被发现以来,迅速成为研究基因功能的有力工具;“指哪打哪” 的作用特点预示着它在人类医药和农业等领域有广泛的应用空间,麦肯锡报告将 RNAi 农药列为未来 10 年间将爆发的生物技术领域之一。

RNA 干扰(RNA interference,RNAi):

指由双链 RNA 诱发的基因沉默现象,其机制是通过阻碍特定基因的转录或翻译来抑制基因表达。RNAi 由长双链 RNA (dsRNA)、小干扰 RNA (siRNA)、基于质粒或病毒的短发夹 RNA (shRNA) 或 microRNA (miRNA) 触发。其中,dsRNA、shRNA 和 pre-miRNA 需由 Dicer 切割成 siRNA 发挥作用。siRNA 与细胞质内的 Ago 蛋白组装形成 RNA 诱导的沉默复合物 (RISC)。RISC 组装过程中,正义链(ssRNA)被消除,反义链 RNA(asRNA)产生活性 RISC,触发靶 mRNA 的降解或翻译抑制。

图 | RNAi 机制(来源:论文 [1]丨点击图片查看论文详情 ↑↑↑

近日,生辉 Agri Tech 与香港小默生物技术有限公司 (以下简称 “小默生物”) 的创始人、昆山杜克大学副教授黄林峰博士聊了聊。黄林峰拥有 18 年小核酸研究经验,并利用该技术开发了高效、精准、直接、绿色的生物农药。

黄林峰教授于 2003 年获得中国农业大学生物科学学院理学学士学位。后在牛津大学的生态与水文中心进行学术访问,随后在英国约翰英尼斯中心塞恩斯伯里实验室 (Sainsbury Laboratory, the John Innes Centre) 跟随小干扰 RNA (siRNA)发现人 Sir David Baulcombe 教授攻读博士学位,并于 2009 年获得东英吉利大学博士学位。2009-2014 年在美国波士顿儿童医院和哈佛医学院跟随 siRNA 治疗专家 Judy Lieberman 教授进行博士后研修。2014 -2020 年,在香港城市大学生物医学系担任助理教授和副教授(终身教职)。2020 年 9 月加入昆山杜克大学,担任生物学副教授(终身教职),2021 年获昆山双创领军人才。

图 | 小默生物创始人黄林峰(来源:受访人提供图丨点击照片查看企业详细信息 ↑↑↑

打破技术壁垒的明星 CP:小核酸 + P19 蛋白

小干扰 RNA(Small interfering RNA,siRNA),也称小核酸,最早由黄林峰的导师 Sir David Baulcombe 教授团队发现,是植物转录后基因沉默(post-tranional gene silencing,PTGS)现象的一部分,其研究结果于 1999 年发表于 Science, 仅稍晚于获得诺贝尔奖的 RNAi 现象在秀丽隐杆线虫中的发现。2001 年,德国生物化学家和分子生物学家 Thomas Tuschl 团队发现合成的 siRNA 可诱导哺乳动物体内的 RNAi 作用,成果发表于 Nature 。这项发现使业内认识到可以利用可控制的 RNAi,进行生物医学研究与药物开发。

开创小核酸独家生物制造工艺,可超低成本大规

图 | siRNA 作用机制(来源:受访人提供)

“siRNA 最初是在植物里面发现的,跟植物抗病毒和抗转基因有关,是植物面对外来核酸的天然免疫机制。” 博士毕业后,黄林峰设想如何将这项技术应用到与人类健康更相关的领域,比如开发医药。“我觉得 RNAi 医药是重要的发展方向”,怀揣如此抱负,黄林峰去往美国哈佛医学院,研究如何用 siRNA 治疗病毒。

彼时,siRNA 以化学合成和酶反应合成居多,但成本较高;而由细菌合成的长双链 RNA 又难以纯化,且极易引起免疫反应。大规模生产 siRNA 成为其商业化应用的阻碍。

幸运的是,黄林峰在研究中偶然发现了一种能够在细菌中越过长双链 RNA、直接高效生产 siRNA 的方法,打开了生物制造 siRNA 的全新思路。




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