是时候广泛采用iGEM的无细胞表达方法了。
在今年的国际基因工程机器(iGEM)大赛之后，一支名为Paris Bettencourt的团队总结了他们在无细胞技术方面的经验。iGEM致力于推进合成生物学，促进开放、友好的合作，它将高中和大学的学生聚集在一起，组成跨学科的团队，“通过解决世界面临的日常问题，推动合成生物学的边界”。在一年一度的iGEM大会上，由近6000名学生组成的团队聚在一起展示他们的作品，并角逐多个奖项，包括类别特定的奖项以及本科生、本科生和高中生的大奖。今年，许多获奖团队利用无细胞系统的速度和易用性，可靠地生产了自然界的推动者和推动者:蛋白质。
我们大多数人都没有意识到这一点，但是定制蛋白质在我们的日常生活中是必不可少的。它们存在于我们穿的衣服和吃的食物中，存在于许多人赖以维持健康的救命药物中。
几十年来，我们一直在利用蛋白质的原始来源:细胞制造蛋白质。虽然生物学所选择的制造蛋白质的方法已经足够有效，但研究人员一直在研究将蛋白质生产机器从细胞中分离出来并在外部为其提供动力的方法。换句话说，我们现在可以从DNA到蛋白质而不用担心细胞的挑剔需求。这减少了时间和成本，并允许我们生产可能对细胞有毒或需要特殊条件才能正确折叠和发挥功能的蛋白质。
Arbor Biosciences是一家领先的公司，致力于为所有人提供易于使用、成本效益高、特别是高效的无细胞表达试剂盒。他们myTXTL®胞外表达平台,最初由文森特•Noireaux博士,明尼苏达大学,是一个所有E。大肠杆菌转录(TX)和翻译(TL)系统提供了一个主混合在一个单一的，现成的管。该管包括蛋白质合成所需的一切-细胞提取物，能源，氨基酸，和辅助因子。你只要添加DNA——或者作为质粒或者合成的线性DNA——蛋白质就会在几分钟内形成。
在今年的iGEM竞赛中，Arbor Biosciences资助了来自世界各地的七个团队的项目，将细胞无表达技术和技术支持结合起来。每个团队收到的myTXTL工具包被证明是iGEM竞赛的一个很好的工具，因为它快速的设计-构建-测试周期省去了转换、克隆和筛选所需的时间和精力——对于只有几个月时间来完成项目的团队来说，这是一个关键的节省时间的工具。
那么，这些团队用这些无细胞系统能完成什么呢?
工程噬菌体作为抗生素的替代品(慕尼黑团队)
噬菌体疗法最近重新流行起来，作为一种有希望的方法来对抗动物和人类中出现的耐多药细菌感染，这是我们这个时代最大的公共卫生挑战之一。这是由于生物技术的进步，如开发高效的无细胞表达系统，使科学家能够产生生物工程或难以产生的噬菌体。慕尼黑团队利用myTXTL建立了一种简单、有效、快速、安全的噬菌体自组装方法Phactory。
Phactory的无细胞方法使他们能够在不需要基因工程的情况下，仅仅通过在组装管中加入修饰过的蛋白质，就能构建出量身定做的噬菌体。为了验证这一概念，他们添加了一种含有eYFP的修饰衣壳蛋白，创造了一种荧光T4噬菌体，可以作为诊断或研究目的的成像平台。
由于他们对噬菌体工程的体外研究方法，该团队在这个大型聚会上获得了研究生组的亚军，他们的几个项目正在申请专利。
星形抗菌肽帮助法国养猪户对抗抗生素耐药性(Paris-Bettencourt团队)
抗生素耐药性不仅是人类卫生保健中的一个问题，也是农业中的一个关键问题，对农作物和动物都有影响。为了帮助法国兽医、农民和决策者，来自法国的Paris-Bettencourt团队正在使用无细胞技术生产难以制造的星形抗菌肽(SNAPPs)。
研究小组选择使用抗菌肽是因为细菌对其产生耐药性更加困难。将几种不同的天然和合成的amp融合到恒星核中，该团队已经能够用合成的生物融合蛋白取代化学合成的snapp。他们的SNAPPs获得了iGEM金奖，代表了一种低成本、低毒的解决方案，可以杀死法国养猪场的革兰氏阴性细菌，而不会进一步加剧抗生素耐药性问题。
减少水污染，增加蛋白质生产，改善癌症检测
虽然慕尼黑和巴黎-贝当古团队已经设计了突破性的、屡获殊荣的系统来解决抗生素耐药性问题，但其他由树支持的iGEM团队一直在为一系列广泛的问题提供解决方案。
西北大学(Northwestern)和努斯杰姆大学(NUSGEM)的研究小组正在分别解决重金属和合成染料造成的水污染问题，而吉夫大学的研究小组则在寻求优化从环状RNA中提取的大规模无细胞蛋白质的生产。此外，EPFL团队正在开发无细胞癌症检测、患者特异性抗原表达和疫苗。每一个团队的成就和奉献是真正鼓舞人心的。
Arbor Biosciences的Evelyn Eggenstein博士说:“我们认同所有参与项目的学生的辛勤工作、热情和用心。”“通过与培养下一代科学家和创新者的年轻专业人士联系起来，我们认识到他们致力于改善和发展科学世界。”
Arbor Biosciences将在2019年继续支持iGEM团队，并将在大型聚会上再次展示，以提高人们对无细胞蛋白质合成能力的认识。“我们预计的数量团队使用系统,如游离myTXTL®?增加这项技术使他们能够实现更多的项目目标在同一时期。这一点在使用线性DNA模板(通常由IDT这样的赞助者作为基因块提供)进行无细胞表达时尤其正确，”Arbor Biosciences的Matthew Hymes解释说。
在iGEM中，无细胞方法正开始产生真正的影响，但这只是冰山一角。无细胞技术不仅缩小了DNA和蛋白质技术之间的差距，而且扩大了我们对疟疾等疾病的认识，提高了我们发现新药和疫苗的机会。而且，无细胞技术正将合成生物学引入生命科学之外的行业。在未来，无细胞技术可能为世界上一些最棘手的问题提供可行、经济和可持续的解决方案。
——文章发布于2018年11月29日
