重新设计生命 人工创建单染色体真核细胞

2018-12-25 09:15 科技日报

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8月2日,《自然》在线发表我国科学家覃重军研究团队与合作者首次人工创建了单条染色体的真核细胞的成果。以覃重军研究组为主的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。

合成生物学将基因工程化为一个个“生物元器件”,将生命通路设计为电子通路中的“程序”,实现对完成生物学功能的基因线路的重塑,进而重新设计生命。该成果表明,合成生物学不仅仅是简单地“临摹”生命密码,而是通过设计使得天然复杂的生命体系可以通过人工干预变简约。

研究人员介绍,让16个染色体全部首尾相接,成为一条完整的染色体,关键是在连接时必须同时删除两个端粒和一个着丝粒,否则就会不稳定,马上发生断裂。CRISPR—Cas9编辑技术帮助研究团队很好地完成了这项操作。

人工改造的酵母细胞没有表现出重大的生长缺陷。对于单染色体酵母的鉴定结果表明,其表现出与野生型几乎相同的转录组和表型谱,但通过减数分裂有性繁殖后代减少。

专家点评

酵母三分之一基因与人类同源,但天然酵母具有32个端粒,研究起来困难重重,人造的“单染色体”酵母则只有两个端粒,是一个很好的研究模型。

——覃重军 中科院上海植物生物生态研究所合成生物学重点实验室主任

责任编辑:陶国琪(QT0003)