基因合成公司的发展如火如荼，现如今科研工作者们获取 DNA 或 RNA 分子的方法如同网上购物一样简单，只需要在网络上下单，1-2 天即可送货上门。
相比 DNA 或 RNA ，蛋白质的获取方式会更复杂一些，通常依赖于细胞的转录和翻译过程，随着合成生物技术的开发，一些公司利用无细胞系统进行蛋白质的合成，取得了不错的进展，Tierra Biosciences （以下简称“Tierra”）在此基础上更进一步，于近日推出了 “Tierra Protein Platform” （Tierra 蛋白质平台），所有用户都可以在这一平台上“网购”他们的目的蛋白质。
Tierra 称其是业界首创的电子商务门户网站，客户可以同时输入多达 10 万个蛋白质序列，Tierra 利用专有的人工智能系统评估这些蛋白质是否可以利用无细胞系统制造，蛋白质合成之后，Tierra 会进行筛选、质检、验证，最后发货。
图丨Tierra 无细胞蛋白合成系统流程示意图（来源：Tierra）Tierra 成立于 2015 年，其主要技术发明人及公司现任 CSO 是 Zachary Sun，2012 年，还在加州理工学院读博的他作为第一作者在 ACS Synthetic Biology 上发文，介绍了一种基于大肠杆菌的无细胞转录-翻译系统，可以将复杂的遗传电路构建时间缩短数倍。
图丨研究论文（来源：ACS Synthetic Biology）Zachary Sun 认为，理论上这一技术可用于蛋白质的发现和制造，于是他与威斯康星大学麦迪逊分校的 Philip Romero 合作，开发了一套无细胞工作流程，从蛋白质设计、DNA 合成、DNA 组装、无细胞表达到分析检测完全在体外进行，为了验证该平台，他们设计并生产了细胞色素 P450 ，成功之后他们认为这一系统可以用于更多种蛋白质的合成。
该平台利用了无细胞合成生物学的两个特殊优势：输入信号可以是线性 DNA 片段，不需要克隆到质粒中；无细胞平台不受细胞壁的限制，可以以细胞无法实现的方式实时观察蛋白质生产。
2015 年，Zachary Sun 参与创办了 Tierra Biosciences ，公司的 CEO 是 Corinna Chen，她在杜克大学获得了 MBA 学位，在波士顿大学获得了电气工程学士学位，拥有 9 项药物和器械设计专利，此外，她还是风险投资公司 Material Impact 的合伙人，关注的领域有合成生物学、生物基材料、先进电子材料和下一代计算等。
图丨Tierra 公司 CEO Corinna Chen （左）和 CSO Zachary Sun （右）（来源：Tierra Biosciences）
此后，Tierra 一直在完善无细胞系统的生态，其官网介绍，自动化、人工智能等技术的应用使其可以完成三件活细胞系统难以做到的事情：1、同时输入不同的 DNA 突变序列，生产和表达不同的突变蛋白质；2、拥有多个无细胞系统，涵盖革兰氏阳性、革兰氏阴性和真核物种；3、可以对蛋白质进行修饰，添加辅助因子等。
此外，Tierra 还表示最终产品不仅是各类蛋白质分子，还包括在这过程中积累的丰富数据，可以改善蛋白质合成的工作流程。Tierra 目前提供蛋白质设计、宏基因组筛选、蛋白质工程与优化、通路代谢工程、有毒蛋白质合成等服务，合成蛋白质的大小为 50 到 1000 个氨基酸。
“Tierra 蛋白质平台来为每个人提供了一种方便的方式来获取各种蛋白质，包括在普通实验室细胞中可能无法生产的蛋白质”，Zachary Sun表示，“我们相信这将显著降低蛋白质合成的准入门槛，从而推动合成生物学领域的发展。”
参考资料：
1、https://www.businesswire.com/news/home/20220202005119/en/Tierra-Biosciences-Launches-First-Ever-Online-Protein-Ordering-Platform-for-Synthetic-Biology-Protein-Engineering
2、https://pubs.acs.org/doi/10.1021/sb400131a
3、https://www.aiche.org/resources/publications/cep/2020/december/catalyzing-commercialization-prototyping-discovery-pipeline-enzymes-using-cell-free-systems
