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原標題：中國科學家打破非生命物質與生命界限 ■本報通訊員靳瑩 日前，來自天津大學、清華大學、華大基因的中國科學家在真核生物基因組設計與化學合成方面取得重大突破。他們完成了4條真核生物釀酒酵母染色體的從頭設計與化學合成，打破了非生命物質與生命的界限，開啟了“設計生命、再造生命和重塑生命”的進程。突破合成型基因組導致細胞失活的難題，設計構建染色體成環(huán)疾病模型，開發(fā)長染色體分級組裝策略，證明人工設計合成的基因組具有可增加、可刪減的靈活性……這些研究成果形成了4篇論文，于3月10日以封面的形式在國際頂級學術期刊《科學》上發(fā)表。基因修飾的酵母已經用來制作疫苗、藥物和特定的化合物，這些新成果的發(fā)表意味著化學物質設計定制酵母生命體成為可能，產物范圍也將被拓展。 合成生物學是繼“DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)”和“人類基因組測序計劃”之后，以基因組設計合成為標志的第三次生物技術革命。釀酒酵母基因組合成計劃（Sc2.0計劃）是合成基因組學研究的標志性國際合作項目。該項目由美國科學院院士杰夫·伯克發(fā)起，由多國研究機構參與并分工協(xié)作，致力于設計和化學再造完整的釀酒酵母基因組。 生物學界內最大的劃分依據(jù)并不是植物和動物，也不是多細胞和單細胞生物，而是以原核生物和真核生物來區(qū)分。原核生物的基因組相對簡單，而動物、植物、真菌等真核生物的DNA既豐富又復雜。同時，遺傳物質DNA通常被分配到不同的染色體中，而這些染色體又深藏在細胞核的特定區(qū)域。所以，合成一個真核生物的基因組是一項非常艱巨的任務。但如果生物學真正做到引領技術革命，合成真核生物基因組技術必將發(fā)揮非常核心的作用。 釀酒酵母是生物學研究中的模式真核單細胞生物。Sc2.0計劃旨在重新設計并合成釀酒酵母的全部16條染色體。此次科學家們共完成了5條染色體的化學合成，其中中國科學家完成了4條，占完成數(shù)量的66.7%，意味著已經成功合成了酵母基因組的約1/3。Sc2.0計劃的國際化推動者及中國最早參與者、天津大學化工學院教授元英進帶領的天津大學團隊完成了5號、10號染色體的化學合成，并開發(fā)了高效的染色體缺陷靶點定位技術和染色體點突變修復技術。戴俊彪研究員帶領清華大學團隊完成了當前已合成染色體中最長的12號染色體的全合成。深圳華大基因研究院團隊聯(lián)合英國愛丁堡大學團隊完成了2號染色體的合成及深度基因型－表型關聯(lián)分析。 |
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