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利用CRISPRi 技術提升中國倉鼠卵巢細胞之重組蛋白產量
CRISPRi技術示意圖

胡育誠、沈志哲

CHO 細胞為目前蛋白藥物生產的最重要的宿主細胞。CHO細胞的基因工程能有效提高細胞蛋白產量,但現在常用的MTX/DHFR基因擴增法往往費時半年以上。此步驟相當費時費力,為產業界生產基因重組蛋白質的瓶頸,因此需要發展更有效率的篩選方法。先前文獻已報導利用shRNA抑制DHFR基因,能有效提高基因擴增時的篩選壓力,進而提高基因擴增後的基因數。但shRNA調控方式為抑制轉譯,細胞還是會進行轉錄,轉錄出mRNA後才能被shRNA調控,因此相對浪費細胞內的資源。CRISPRi則是能抑制真核細胞的基因轉錄,本研究為第一個利用CRISPRi技術應用在CHO細胞之細胞工程上,利用CRISPRi工具進行調控,能有效減少細胞內的資源浪費,縮短基因擴增所需時間,並有效提高蛋白產量及產率,因此以CRISPRi技術進行CHO的細胞工程是相當有創新性的。

技術適用於CHO細胞之基因改質並提升其生產基因重組蛋白質之產量。目前全世界之生技藥物/製劑市場超過美金2000億元,過去十年來複合成長率超過10%,未來幾年之複合成長率也預期達9.3%,2024年預計市場超過4000億美金。以基因改造之CHO細胞所生產的生技藥物/製劑市場價值2024年估計可高達1330億美金

本技術以CRISPRi抑制DHFR基因表現進而達到提高基因重組蛋白質產量的目的。以本實施例(G-CSF生產)為例,本技術可提升產量2.3倍,也就是可降低生產成本至少50%。即使保守估計本技術僅占1/10的市場,也會降低超過6億美金的成本,因此本技術可產生相當大的經濟價值,未來應用潛力非常高。

評審推薦
1.本案開發CRISPR interference(CRISPRi)系統應用於CHO的細胞工程,利用專一性的gRNA有效抑制基因表現,增加基因擴增時的篩選強度,進而應用於生產G-CSF等蛋白,可提升蛋白產量2.3倍,具商業化應用潛能。
2.因應生技製藥的成長,對CHO細胞的需求更增,此技術在商業面可有效降低成本,產生相當大的經濟價值。
  • 利用CRISPRi 技術提升中國倉鼠卵巢細胞之重組蛋白產量
  • 實驗室成員合照
  • 沈志哲
胡育誠  
學歷 美國馬里蘭大學 化工系 博士
現職 清華大學 講座教授
經歷 科技部化工學門召集人
台灣再生醫學學會 理事
中華民國生醫材料及藥物制放學會 理事暨學術委員會 主任委員
台灣生物技術與生化工程學會 副理事長
國際組織工程與再生醫學學會 亞太分會 理事
國際組織工程與再生醫學學會 亞太分會 財務委員會委員
Deputy Editor, Journal of Taiwan Institute of Chemical Engineers
亞洲生物技術聯盟(AFOB) 理事

 

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更新日期:2020-06-23
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