要按需生产生物制药，只需加水

麻省理工学院和其他机构的研究人员已奥立龙ORION经培育出微小的冷冻干燥颗粒，其中包括将DNA转化为蛋白质所需的所有分子机制，这些分子机制可能构成药物和疫苗按需生产的基础。

这些颗粒含有数十种酶和其他从细胞中提取的分子，可以在室温下长时间储存。加入水和冷冻干燥的DNA后，颗粒开始产生由DNA编码的蛋白质。

麻省理工学院生物工程系和医学工程与科学研究所（IMES）医学工程与科学教授詹姆斯·柯林斯（James Collins）表示："这是一个模块化系统，可以当场编程，以提供所需的信息。"你可以有数百种不同的DNA颗粒，你可以添加在外地。

柯林斯说，这些直径几毫米的弹丸很容易被前往偏远地区的士兵、宇航员或医护人员携带。

该论文的主要作者是多伦多大学助理教授、哈佛大学怀斯生物启发工程研究所前研究科学家基思·帕迪：希明·斯洛莫维奇，IMES博士后;李贞宇，怀斯研究所研究员：和彼得·吴，怀斯研究所技术研究员。

无细胞合成

柯林斯和其他许多合成生物学领域的人以前设计过细胞来执行他们通常没有的许多功能，比如生产药物或生物燃料。在过去的几年里，柯林斯已经表明，这种设计也可以在细胞之外完成，通过提取必要的细胞组件并冷冻干燥到纸张或其他材料上。

柯林斯说："无细胞提取物包括几十种酶、DNA和RNA，以及核糖体和其他分子机器，导致转录和翻译。

在新的研究中，研究人员将论文从等式中剔除：细胞提取物只是冷冻干燥成颗粒，至少保持稳定一年。为了激活蛋白质的产生，研究人员添加水来补充颗粒的水分，以及编码所需蛋白质的冷冻干燥DNA。

这种方法可用于产生广泛的产品，包括可用于诊断疾病的药物和分子。在细胞研究中，研究人员生产出可以用作白喉疫苗的小蛋白质，以及具有对抗细菌感染潜力的抗菌肽。

他们还对颗粒进行编程，以产生酶，形成一种多步代谢通路，合成一种称为中提琴的复杂药物，具有抗癌和抗生素活性。

在诊断应用方面，研究人员利用颗粒产生几种不同类型的抗体，包括一种可以检测梭菌难治性，从而产生结肠严重炎症的抗体。

易于存储

这种方法可能比使用活细胞产生生物制药更容易，因为冷冻干燥的成分很容易储存和运输，而且不需要冷藏。

西北大学化学和生物工程副教授迈克尔·杰维特（Michael Jewett）表示："科林斯及其同事描绘了一个未来，在这个未来，冷冻干燥、无细胞的生物制造平台可以按需合成治疗、疫苗和生化技术，而不需要冷（供应）链。"通过将制造从工厂转移到前线，我们也许能够在现在没有药品的情况下提供针对患者的药物。

柯林斯预计，这种类型的技术应该在各种环境中有用。

"它可以用于一个非常简单的携带工具包，供在发展中地区从事该领域的卫生保健工作者使用，"他说。"我们认为，这对军队非常有用，当你在野外执行任务时，或者对于远足运动员和长途跋涉的运动员来说。您甚至可以将其作为扩展的急救包放在汽车后部。

柯林斯说，这些颗粒也可以被纳入教育工具——"相当于化学试剂盒的生物技术"。"你可以设想使用这些颗粒，让学生在家里，或在中学和高中进行合成生物学实验。

柯林斯计划寻求的另一个应用是将颗粒整合到"智能绷带"中，检测感染，然后开始生产适当的抗菌肽来治疗感染。