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《科學》:酵母染色體被首次成功合成

2014-04-02 10:44 閱讀:1370 來源:《科學》 作者:李* 責任編輯:李安
[導讀] 由多國研究人員組成的科研小組聯合宣布,第一條能正常工作,具有生物工作特性的酵母染色體被成功合成。這一科研成果被譽為攀上了合成生物學的高峰,向合成人造微生物等生命體離人類越來越近。

    27日,由多國研究人員組成的科研小組聯合宣布,第一條能正常工作,具有生物工作特性的酵母染色體被成功合成。這一科研成果被譽為攀上了合成生物學的高峰,向合成人造微生物等生命體離人類越來越近。來自中國的深圳華大基因,天津大學,清華大學負責了部分染色體合成。

    研究人員在新一期《科學》(Science)雜志上報告說,他們利用計算機輔助設計技術,歷時7年成功構造了源于釀酒酵母的被稱作synIII的染色體,盡管合成的僅僅是釀酒酵母16條染色體中最小的一條,但這是通往構建一個完整的真核細胞生物基因組的關鍵一步??茖W家首次成功合成酵母染色體

    最讓研究人員自豪的是這條染色體被成功整合進***酵母細胞之中。研究負責人、美國紐約大學的JefBoeke說:“攜帶這條合成染色體的酵母細胞相當正常,它們與野生酵母細胞幾乎一模一樣,只是它們還擁有一些新的能力,能夠完成野生酵母無法完成的事件。”Boeke認為,這是一項具有里程碑意義的研究成果,“就像第一個人類基因組被測序完成一樣”。

    2010年,美國科學家CraigVenter曾宣布,培育出第一個由人工合成基因組控制的細胞,引起廣泛爭論。有科學家表示,Venter的工作是在細菌中完成的,對象只是原核生物,而本次研究是第一次合成了完整的真核生物染色體,且復雜性遠高于前者。

    染色體synIII在酵母中的原始版本擁有近32萬個堿基對,Boeke等人進行了500多處修改,刪除了近4.8萬個被認為對染色體**和生長沒有用處的重復堿基對,還刪除了一些被稱為垃圾DNA的序列,比如不能編碼任何蛋白質的序列及能夠任意移動并可能導致變異的“跳躍基因”片段,最終構建的染色體擁有約27萬個堿基對。
Boeke表示:“改變基因組就像賭博。一個錯誤的變化,就可能殺死細胞”,而我們的酵母仍然活著,這非常重要,說明我們的合成染色體生命力頑強,賦予酵母新的屬性。”

    科研人員分析總結說,這項成果更快地培育新的酵母合成菌株,用于制造稀有藥物,包括治療瘧疾的青蒿素或治療乙肝的疫苗等非常有幫助。另外,合成酵母還能用于生產更有效的生物燃料,如乙醇、丁醇和生物柴油等。Boeke說:“我們的研究實現了合成生物學從理論到現實的轉變。”

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