人造真核生物染色體

美、英、法等多國研究人員組成的科研小組在2014年3月28日出版的《科學》雜誌上報告說，他們成功合成出一條功能性的酵母菌染色體，標誌著科學家有史以來第一次成功培育出人造真核生物染色體。科學家們或在最新研究的基礎上，合成出“定製有機體”，最新研究也讓科學家們距離製造出人造植物和動物更近了一步。

基本介紹

• 中文名：人造真核生物染色體
• 外文名：Artificial eukaryotic chromosome

研究成果

美國有線電視新聞網(CNN)2014年3月31日報導，紐約大學的遺傳學家傑夫·伯克本周宣布，一支由多國科學家組成的研究小組設計了一種新基因組並將其植入細胞。這種基因組經過大幅改造，和與之相對應的天然基因組截然不同。研究過程中，科學家讓基因組的遺傳基發生了500種變化。這一研究成果意味著科學家在朝著設計完美人類基因的道路上又往前邁進一步。紐約大學稱伯克等人的研究突破標誌著科學家有史以來第一次成功培育出人造真核生物染色體。

人造真核生物染色體

英文名稱

伯克等科學家將這種染色體稱之為“synIII”。

研究過程

研究過程中，每名學生負責“組裝”大約1000個鹼基對，形成DNA鏈。他們“組裝”的一條DNA鏈共有273871個鹼基對。相比之下，酵母菌的天然染色體由316667個鹼基對構成。鹼基對減少是設計和改造的結果。伯克和他的研究剔除了47841個重複其他對的鹼基對以及一些“垃圾”DNA。經過設計的synIII非常乾淨，是原版的改進型號。

伯克指出：“改造基因組就像賭博一樣，一個錯誤便會殺死細胞。”慶幸的是，伯克等人植入的細胞存活下來並使用它的新基因組。這個細胞可以繁殖，繁殖後產生的細胞也攜帶這個新基因組。這一研究成果意味著科學家在朝著設計完美人類基因的道路上又往前邁進一步。2010年前，研究人員在電腦上“複製”基因組，而後在實驗室培育，最後植入細胞，觀察發生的變化。科學家當時表示這是一項巨大進步。他們第一次培育出合成細菌細胞。伯克表示新研究成果又是一項重大突破。他說：“我們的研究讓合成生物學從理論走向現實。”這項研究突破意味著科學家能夠改變活生物的設計。伯克的研究小組培育的新基因組和細胞複雜程度更高，進一步接近人類。他們在研究中使用的是酵母菌。酵母菌細胞、人類細胞以及動植物細胞都是真核細胞，細胞核外包裹著細胞膜。人類染色體處在細胞核內，由長長的DNA鏈構成。它們向紗線一樣纏繞，形成我們熟悉的X形和Y形。人類染色體被稱之為“真核生物染色體”。

中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所合成生物學重點實驗室覃重軍研究團隊與合作者歷經4年努力攻關，在國際上首次人工創建了單條染色體的真核細胞，是合成生物學具有里程碑意義的重大突破。

覃重軍研究組為主的研究團隊完成了將單細胞真核生物——釀酒酵母天然的16條染色體人工創建為具有完整功能的單條染色體。該項工作表明，天然複雜的生命體系可以通過人工干預變簡約，自然生命的界限可以被人為打破，甚至可以人工創造全新的自然界不存在的生命。