人工合成酵母基因组计划完成过半

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新华社华盛顿3月9日电(记者林)“人工酵母基因组计划”的研究人员9日宣布，他们已经完成了真核酿酒酵母5条染色体的从头设计和全合成，分析表明，全合成的染色体具有完整的生命活性。至此，这个项目的进展已经过半，科学家们在合成复杂的人工生命方面取得了很大进展。

同一天，最新的研究成果以特刊和7篇论文的封面文章的形式发表在《美国科学》杂志上。

“人工酵母基因组计划”是从零开始重建和合成真核生物的第一次尝试，旨在重新设计和合成酿酒酵母的全部16条染色体，其中最小的染色体于2014年宣布。由于染色体的大小，设计和合成的染色体数量不到总数的一半，但总工作量已经超过一半。

该项目由美国国家科学院院士杰夫·伯克发起，得到了美国、中国、英国、法国、澳大利亚和新加坡研究机构的参与和合作。希望通过酿酒酵母的转化，能够更深入地了解该生物的生物学机制、生物学反应、对环境的适应性以及进化过程，从而更好地解决人类健康、能源短缺和环境污染等问题。

在最新公布的结果中，中国科学家领导完成了五条染色体中的四条。其中，天津大学袁教授领导的团队完成了5号和10号染色体的化学合成，开发了一种高效的染色体点突变修复技术。由清华大学研究员戴俊彪领导的团队完成了12号染色体的全合成，这是最长的合成染色体。深圳华大基因研究所团队和爱丁堡大学团队完成了2号染色体的合成和分析。

袁作为唯一的通讯作者发表了两篇论文。他在一份声明中说:“化学合成酵母作为真核生物的一种重要模式生物，一方面可以帮助人类更深入地了解一些基本的生物学问题，另一方面可以通过基因组重排系统实现快速进化，获得在医药、能源、环境、农业、工业等领域具有重要应用潜力的菌株。”

华大基因和爱丁堡大学完成了2号染色体的从头设计和全合成，并成功地将其引入酵母细胞。合成酵母菌株显示出与野生型非常相似的生物活性。他们的分析还表明，人工设计的酿酒酵母基因组是高度灵活的，可以增加和删除。

该项目的国际协调人、爱丁堡大学团队负责人蔡一智教授告诉新华社，他们的工作朝着设计和合成复杂人工生命的目标迈出了一大步。简单地说，这就像是在不改变屏幕和鼠标等硬件的情况下重新设计计算机的操作系统。

2010年，美国科学家克雷格·文特尔(Craig Venter)宣布，以支原体基因组为模板培育出第一个由合成基因组控制的细胞，引起了广泛关注。蔡一智说他们工作的复杂性远远超过了文特尔。文特尔独自完成，基本上是复制支原体基因组，结果不是开源的；它们是国际合作，从零开始设计酵母染色体，并且有许多编辑和修改工作，结果对所有人开放。

蔡一智还透露，最新发表的论文是在2015年发表的。目前，他们实际上已经完成了70%的酵母染色体设计和合成工作，预计整个项目将在未来一两年内完成。"这是一个里程碑式的工作，将在未来进入教科书."。