摘要：近日，南方科技大学医学院人类细胞生物学和遗传学系/稳态医学研究院帅世民团队在国际期刊Nucleic Acids Research发表题为“CocoVax: a web server for codon-based deoptimization of viral

转自：生物谷

近日，南方科技大学医学院人类细胞生物学和遗传学系/稳态医学研究院帅世民团队在国际期刊Nucleic Acids Research发表题为 “CocoVax: a web server for codon-based deoptimization of viral genes in live attenuated vaccine design” 的论文。团队开发了全球首个专注于病毒基因密码子及密码子对负优化的网络工具CocoVax(https://comics.med.sustech.edu.cn/cocovax)，为减毒活疫苗（Live Attenuated Vaccine）的理性设计提供了一站式平台，推动减毒活疫苗研发从经验试错走向精准设计。

各类人畜新发传染性疾病给世界公共卫生安全带来严峻挑战。减毒活疫苗是人类疫苗史上最为古老且经典的技术，其注射后模拟了天然的病毒感染过程，能够激发机体持久免疫应答，是疫情防控的利器。传统减毒活疫苗开发依赖经验性传代，耗时费力且存在毒性恢复的风险。

随着合成生物学技术的发展，可以通过密码子和密码子对负优化来系统性降低病毒适应性、降低其毒性的同时不改变其抗原性，为疫苗研发提供了理性设计的路径。该策略已成功应用于新冠病毒、流感病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒等多种病原体的疫苗开发，但其高度依赖计算生物学方法，而缺乏专用工具制约了其广泛应用。

针对这一瓶颈，研究团队构建了CocoVax平台。CocoVax集成四大核心模块（图1）：

1. Virus Database覆盖15种宿主物种，收录1930种病毒的4680个基因组，方便用户快速进行靶点选择；

2. Gene Recorder提供三种负优化模式（分别基于密码子对偏倚CPB、密码子适应指数CAI及二者的组合），支持用户自定义负优化程度；

3.Sequence Evaluator通过多项指标（包括核苷酸突变数、CpG/TpA比率、RNA稳定性等）对生成的序列进行评估；

4. Reference Library整合2006-2024年65项相关研究，借助大语言模型提取关键信息，为疫苗开发提供案例参考和实验设计指导。

CocoVax具有以下特色：

• 首款支持密码子 / 密码子对负优化的工具，填补了该领域的空白。

•提供用户友好的可视化界面，能一键进行序列设计与评估。

• 改进的负优化算法，能够对负优化的程度进行精确控制。

• 基于大语言模型组织相关研究，提供从靶点选择到实验设计的全流程支持。

CocoVax界面友好、完全开放访问，且对近13000 nt的长基因仍保持高计算效率。该研究成果通过标准化密码子/密码子对负优化流程，有望加速针对新兴传染病和人畜共患病的疫苗开发，同时支持构建在更低生物安全等级下开展病毒学研究的模型，为病原微生物学及合成生物学领域提供了重要资源。团队表示，后续将结合机器学习模型优化减毒与免疫原性的平衡预测，为全球传染病防控提供更安全、高效的技术支撑。

南方科技大学医学院人类细胞生物和遗传学系/稳态医学研究院副教授（研究员）帅世民为本文章的唯一通讯作者，2023级硕士研究生李佳轩为本文章的唯一第一作者，南方科技大学医学院为论文唯一单位。该研究得到国家自然科学基金、深圳医学研究专项基金及深圳市科技计划项目等资助。

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来源：新浪财经