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人工合成酵母基因組計劃完成過半
2017-03-10 11:35:32 來源: 新華社
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  新華社華盛頓3月9日電(記者林小春)“人工合成酵母基因組計劃”研究人員9日宣布,他們又完成了真核生物釀酒酵母5條染色體的從頭設計與全合成工作,且分析顯示全合成染色體具備完整的生命活性。至此,這一項目的進程已經過半,科學家在合成復雜人工生命的道路上取得了重大進展。

  最新研究成果當天以7篇論文的專刊及封面文章形式在美國《科學》雜志上發表。

  “人工合成酵母基因組計劃”是人類首次嘗試改造並從頭合成真核生物,旨在重新設計並合成釀酒酵母的全部16條染色體,其中最小一條已于2014年宣布完成。由于染色體有大有小,已設計並合成的染色體條數雖不及總數的一半,但整體工作量已經過半。

  該項目由美國國家科學院院士傑夫·伯克發起,美國、中國、英國、法國、澳大利亞、新加坡等多國研究機構參與並分工協作,希望通過對釀酒酵母的改造,更加透徹地了解機體的生物學機制、生物學反應、對環境的適應性、進化過程等,從而更好地解決人類面臨的身體健康、能源短缺、環境污染等問題。

  在最新發布的成果中,中國科學家領銜完成了5條染色體中的4條。其中,天津大學元英進教授帶領的團隊完成了5號、10號染色體的化學合成,並開發了高效的染色體點突變修復技術。清華大學戴俊彪研究員帶領的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合英國愛丁堡大學團隊完成了2號染色體的合成及有關分析。

  元英進此次以唯一通訊作者身份發表了2篇論文。他在一份聲明中説:“作為真核生物的重要模式生物,化學合成酵母一方面可以幫助人類更深刻地理解一些基礎生物學的問題,另一方面可以通過基因組重排係統實現快速進化,得到在醫藥、能源、環境、農業、工業等領域有重要應用潛力的菌株。”

  華大基因與愛丁堡大學共同完成2號染色體的從頭設計與全合成,並成功將其導入酵母細胞。合成酵母菌株展現出與野生型高度相似的生命活性。他們的分析還表明,人工設計合成的釀酒酵母基因組具有可增加、可刪減的高度靈活性。

  項目國際協調人、英國愛丁堡大學團隊帶頭人蔡毅之教授對新華社記者説,他們的工作是邁向設計並合成復雜人工生命目標的一大步。簡單來講,就好像重新設計計算機的操作係統,但沒有改變屏幕、鼠標等硬件。

  2010年,美國科學家克雷格·文特爾曾宣布,以支原體基因組為模板,培育出第一個由人工合成基因組控制的細胞,引起廣泛關注。蔡毅之説,他們工作的復雜性遠遠超過文特爾的工作。文特爾單槍匹馬獨自做,基本上是復制支原體基因組,成果並不開源;而他們是國際合作,從頭設計酵母染色體,有許多編輯刪改工作,成果對所有人開放。

  蔡毅之還透露,最新發布的論文是2015年投寄的,他們目前實際上已經完成了70%的酵母染色體設計及合成工作,預計接下來一兩年就能完成整個項目,“這是一個將來會進入教科書的裏程碑式工作”。

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【糾錯】 責任編輯: 郭潔宇
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