3月10日,《科学》杂志在封面推介中国科学家的4篇论文,介绍了天津大学清华大学、深圳华大基因研究院合成生物学方面的重大突破:完成4条真核生物酿酒酵母染色体人工合成。这意味着人类在设计并合成复杂人工生命的过程中取得重大进展。我国也成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。

  继“DNA双螺旋发现”和“人类基因组测序计划”之后,以基因组设计合成为标志的合成生物学引发第三次生物技术革命。如果说基因测序是“读”基因,那么合成生物学就是“写”基因。多国合作的“人工合成酵母基因组计划”是人类首次尝试改造并从头合成真核生物,旨在重新设计并合成酿酒酵母的全部16条染色体。我国科学家此次合成的染色体包括16条中最长的1条。

  华大基因理事长杨焕明院士指出,真核生物与原核生物不同,“原核生物基因组相对简单,真核生物基因(DNA)丰富且复杂。”杨焕明告诉科技日报记者,DNA通常被分配到不同染色体中,染色体又深藏细胞核特定区域,所以合成真核生物基因组异常艰难。

  “作为真核生物的重要模式生物,化学合成酵母既能帮助人类深刻理解一些基础生物学问题,又能通过基因组重排系统实现快速进化,得到在医药、能源、环境等领域有重要应用潜力的菌株。”完成两条染色体合成的天津大学元英进教授说,如5号染色体定制建立了一组环形染色体模型,为研究当前无法治疗的环形染色体疾病、癌症和衰老等发生机理,以及潜在治疗手段提供研究模型。

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