人工合成最小細菌Syn 3.0

2016-03-29 10:19?來源 綜合

　　美國科學家人工合成最小細菌：2016年3月25日出版的《科學》雜志中，由美國加利福尼亞基因組測序先驅(qū)Craig Venter率領(lǐng)的研究人員報告稱，他們?nèi)斯ず铣勺钚〖毦鶶yn 3.0。

　　Syn 3.0基因組僅留下了生存和繁殖所必需的473個基因。人類的基因數(shù)量超過2萬個，衣笠草脫氧核糖核酸（DNA）數(shù)量是人類的50倍。哈佛大學合成生物學家George Church表示：“這是一項杰作。”科學家認為，人工合成最小細菌是生命科學領(lǐng)域的突破性進展，將有助推進對生命奧秘的認知。

　　劍橋市麻省理工學院合成生物學家Chris Voigt表示：“這是創(chuàng)建一個基因組被完整定義的活體細胞的重要步驟。”但是Voigt和其他科學家指出，目前距離完整定義依然還很遙遠，這是因為Syn 3.0有149個基因——大約為1/3——依然不知其功能為何。研究人員的首要任務是探索這些基因在生物體中扮演的角色，從而有望為關(guān)于生命的基本生物學帶來新的認識。

　　Venter說：“我們的研究表明，生命是如此復雜，即便是最簡單的有機體也是如此。”Venter表示，要回答生命的基礎(chǔ)問題，唯一方法是獲得最簡單的基因組；而要達到這個目的，唯一方法可能是人工合成基因組。因此他們從1995年開始努力，其間僅因為參與首個人類基因組測序工作而短暫中斷。

　　2010年，Venter的研究團隊報告說，他們合成了絲狀支原體的單獨染色體（被稱為Syn 1.0），并將其移植到另一種山羊支原體中。經(jīng)過幾次失敗的嘗試，研究人員最終發(fā)現(xiàn)，這種合成的微生物能夠正常生成蛋白質(zhì)。

　　在當前的工作中，Venter與J. Craig Venter研究所的Clyde Hutchison等人通過剝離Syn 1.0攜帶的不必要的基因，從而嘗試確定生命所需的最小基因集合。

　　研究人員在首個合成細胞的基礎(chǔ)上，不斷嘗試刪除其基因組中不必要的基因，最終把Syn 1.0中901個基因刪除約一半，只剩下473個基因，即Syn 3.0。

　　Venter表示，Syn 3.0的基因組還可進一步簡化，刪掉一些與維持生命無關(guān)的基因，但這些基因影響生長速度，刪除后細胞數(shù)量增長極其緩慢，無法用于實驗目的。

　　至于這項工作帶來的啟發(fā)，Venter說，一個啟發(fā)就是認識生命要從整個基因組角度綜合來看，而不是獨立的基因。“生命更像一個交響樂團，而不是短笛演奏家”。這一理論同樣適用于人類基因組，因為他們發(fā)現(xiàn)人類多數(shù)疾病癥狀受整個基因組上突變的影響，而不是單個基因。

　　人工合成最小細菌Syn 3.0的研究成果將有望應用在多個領(lǐng)域，包括生物化學、營養(yǎng)學、農(nóng)業(yè)以及生產(chǎn)新藥物與生物能源等。“我認為這是一個新時代的開始，”Venter說。

　　Venter表示：“我們還不能說這就是最終的最小基因組。”但截至目前，Syn 3.0絕對是這個世界上新的最小細菌。

編輯： yujeu