【連網】(記 者 王雪峰 楊銳冰 通訊員 陳曉艷 盧 辰) “經過多年的不斷探索,我們終于突破40年來國外專利壁壘,實現限制性核酸內切酶(簡稱限制酶)國產化。”昨天,淮海工學院省級重點實驗室之一———省海洋藥物活性分子篩選重點實驗室常務副主任許恒皓欣喜地說。隨著這一壁壘被打破,國產限制酶可以代替80%進口產品,降低成本60%以上。
▲許恒皓科研團隊在進行技術攻關試驗
在現代生物醫學中,需要大量使用各類生物催化劑,即工具酶。其中,限制酶是關鍵工具酶之一,能夠從特定的位置切斷DNA,便于對DNA進行切割、連接、重組。自上世紀70年代中期以來,全球限制酶產品一直被美國、日本的3家公司壟斷,我國一直無法突破專利封鎖,成為橫亙在我國生物產業中的一座“冰山”。
近年來,許恒皓團隊一直在嘗試“破冰”。“使用工程菌發酵生產限制酶時,由于限制酶會切割工程菌的DNA,產生細胞毒性,導致工程菌死亡。美國的公司通過給工程菌DNA穿上私人定制的‘防彈衣’,防止工程菌DNA被切割。由于成本非常高,國內生物醫學產品成本長期居高不下。”許恒皓介紹,“我們團隊經過反復調研,發現來源于海洋螺原體和小球藻病毒的酶,可以開發成通用型‘防彈衣’,能同時抵抗多種限制酶的細胞毒性。”
初戰告捷后,許恒皓團隊并沒有滿足。原來,這兩種通用的“防彈衣”并不能覆蓋所有的限制酶。在一次團隊“頭腦風暴”中,成員高嵩博士突然想到,自己主持的國家自然科學基金項目中,有一項關鍵技術是利用一種生物納米顆粒攜帶藥物靶標蛋白的基因,藥物靶標蛋白一旦在細胞內被翻譯出來,馬上就能被轉移到細胞外。
“既然限制酶有細胞毒性,能不能也用這種方式把它移到細胞外呢?”這個想法讓大家興奮不已,并立即展開實驗。終于,許恒皓團隊采用這種納米顆粒技術,有效地規避了限制酶的細胞毒性。第一批限制酶產品的順利試制,標志著我國打破了長達40年的國外專利壁壘,實現了限制酶的國產化。
隨著工藝不斷穩定,許恒皓團隊已經與企業聯合生產出47種快速限制酶,涵蓋了行業內80%以上的應用,產品種類位居世界第三。目前已有國內多家基因技術公司開始使用許恒皓團隊研發的限制酶產品。
隨著國內企業用國產限制酶代替進口產品,成本也大幅度降低。目前,許恒皓團隊取得的海洋工具酶研發成果申請發明專利4件、實現成果轉讓2項,已經規模化生產,產品銷往全國20余個省市,直接經濟效益超千萬元。