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基因科學獲重大突破 首個人工酵母新生命問世

                                                                            2017-03-19

   


       由中、美、英、法等多國共同協作承擔的「人工再造生命體」酵母基因組人工合成項目昨日在深圳宣布取得重大突破,堪稱基因科學領域具有里程碑式事件。其中,中國科學家參與完成了5條染色體的重新設計與合成工作中的4條,佔完成量的66.7%。今年3月10日,國際頂尖權威雜誌《Science》以封面、專刊形式共7篇論文發表該重量級成果。令人矚目的是,中國科學家完成了其中4篇論文。

  中國科學家完成三分之二

  「人工再造生命體」酵母基因組人工合成項目旨在重新設計並化學合成真核生物釀酒酵母的全部16條染色體(1400萬個堿基,大小約為人體基因組的5%)。目前,國際協作組宣布完成2號、5號、6號、10號和12號這5條染色體的重新設計與全合成,並從多個方面進行了深入分析,最終獲得與普通酵母菌高度一致的人工合成酵母菌。

  在5條染色體的重新設計與合成中,來自華大基因、天津大學、清華大學的中國科學家完成4條,佔完成量的66.7%。清華大學研究員戴俊彪博士說:「沒有我們中國科學家的參與,整個項目就不會有今天的結果。」據悉,牽頭發起該項目的國際研究團隊此前曾奮鬥多年,才發現了1條染色體。

  生命活性與野生型高度相似

  華大基因理事長楊煥明院士表示,合成生物學是繼「DNA雙螺旋發現」和「人類基因組測序計劃」之後,以基因組設計合成為標誌的一次新突破。「我們從前只是認識自然,但現時卻重新設計自然。該項目將對遺傳工程、藥物、食物的生產都將產生深遠影響。如青蒿素,儘管酵母只是單細胞的生物,通過局部改造酵母,可以人工合成青蒿素,通過該方式產生的產量佔全世界的三分之一。」

  據悉,深圳華大基因研究院與英國愛丁堡大學共同完成了2號染色體的從頭設計與全合成(長770Kb),合成酵母菌株展現出與野生型高度相似的生命活性。華大基因則在設計中簡化了編碼,這意味著人類對於基因組的編寫能力已接近於計算機語言的可用性。楊煥明說:「最大的難點就是,我們的編寫究竟改動了多少?改動太大,酵母死了,改動太小,也沒有意義。」

  有望明年完成項目計劃

  華大基因研究院院長、深圳國家基因庫執行主任徐訊指出,人工酵母染色體的合成是國家基因庫「寫」平臺發展中的標誌性成果和重要突破,為「基因組合成2020計劃」重大目標的實現奠定了基礎。

  徐訊續稱,該計劃將在2020年前完成四大突破,包括第一個人造動物——線蟲、第一種人造植物——擬蘭芥、第一條人源21號染色體、萬種人工噬菌體的合成,現時團隊對明年完成整個項目很有信心。

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