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中国科学家实现染色体“16合1” 实现合成生物学

来源:网络整理 作者:华侨时报 发布时间:2018-08-07
摘要:中国科学家实现染色体“16合1” 实现合成生物学里程碑式突破---中国科学家在国际上首次人工创建了单条染色体的真

  中国科学家实现染色体“16合1”

  国际首例人造单染色体真核细胞创建成功,中国实现合成生物学里程碑式突破

中国科学家实现染色体“16合1” 实现合成生物学

  覃重军(左一)团队及学生在中科院分子植物卓越中心/植生生态所合成生物学重点实验室内(7月31日摄)。新华社记者 丁汀 摄

  中国科学家在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞,这一成果昨日在国际知名学术期刊《自然》在线发表。记者从中科院了解到,这一成果完全由中国科学家独立完成,是合成生物学具有里程碑意义的重大突破。

  将16条染色体人工创建为单条染色体

  人类能否创造生命?2010年,美国科学家创造了世界上首个“人造生命”——含有全人工化学合成的与天然染色体序列几乎相同的原核生物支原体,引起轰动。

  此次,中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室研究员覃重军研究团队完成了将单细胞真核生物酿酒酵母天然的16条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。

  在生物学教科书中,将自然界存在的生命体分为具有被核膜包裹染色体细胞核的真核生物和染色体裸露无核膜包裹的原核生物。染色体携带了生命体生长与繁殖的遗传信息,真核生物通常含有线型结构的多条染色体,而原核生物通常只有环型结构的一条染色体。

  复杂生命体可人工干预变简约

  覃重军说,他大胆设想真核生物也能像原核生物一样,用一条线型染色体装载所有遗传物质并完成正常的细胞功能,通过人工创建酿酒酵母,验证了这个假设是可行的。这说明,天然复杂的生命体系可以通过人工干预变简约,自然生命的界限可以被人为打破,甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命。

  据介绍,酿酒酵母是研究染色体异常的重要模型,酿酒酵母中有1/3基因与具有23对染色体的人类基因同源。覃重军的成果为研究人类细胞衰老提供了很好的模型。覃重军表示,这也是他未来的研究方向。

  ■ 对话

  覃重军:颠覆太多,很多评委不相信

  昨日,新京报记者对话了该项目团队负责人覃重军,他回顾了一些实验细节。在向《自然》投稿之后,因为太具颠覆性,很多评委怎么也不相信,让他们补充了大量实验。

  “论文发表了以后,我特别高兴,因为证据强大,是个完美的故事。”他说。

  合成16条染色体耗时近两年

  新京报:为什么选择酿酒酵母作为研究对象?

  覃重军:酿酒酵母是一种模式生物,已经被研究得很透彻。酵母分单倍体和双倍体,正常单倍体是有16条染色体,双倍体是有16对。我们做的是单倍体,因为双倍体32条,工作量至少翻倍。

  新京报:可以说我们创造了“人造生命”吗?

  覃重军:我们人工创造了一个活细胞,功能正常,可以说是“人造新生命”,毕竟之前从来没有造出来过。

  美国科学家之前是合成过人造支原体,那是原核生物,结构简单。酿酒酵母属于真核生物,相比于原核生物,酿酒酵母跟人类关系更近。

  新京报:既然合成了单细胞真核生物,那么多细胞生物可以合成吗?

  覃重军:我觉得多细胞生物有点难操作,但也不是不可能。因为多细胞生物,包括高等生物,都能进行遗传操作。比如水稻、小鼠,都可以“敲掉”基因、融合染色体,只是没有像酿酒酵母这么高效。我们的文章发表后,肯定会有人去做多细胞生物实验。

  新京报:这些基因重组是纯“手工”操作吗?

  覃重军:我们是一点点做的,从16条慢慢合成一条,在比较顺利的情况下用了差不多快两年时间。

责任编辑:华侨时报