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圖為覃重軍研究員在觀察單染色體酵母的生長情況(資料圖片)。

圖為覃重軍研究員在發(fā)布會上介紹科研成果。中新社記者 孫自法 攝

圖為覃重軍研究員在發(fā)布會上介紹科研歷程。中新社記者 孫自法 攝

圖為覃重軍研究團隊在討論實驗進展(資料圖片)。中新社發(fā)
　　繼2010年美國科學家創(chuàng)建世界上首個“人造生命”之后，中國科學家又讓“人造生命”獲得重大突破——在國際上首次人工創(chuàng)建了單條染色體的真核細胞。這一合成生物學領域具有里程碑意義的科研成果，北京時間8月2日獲國際知名學術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。
　　中國科學院當天在上海舉行“國際首例人造單染色體真核細胞研究成果”新聞發(fā)布會說，2010年，美國科學家克萊格·文特爾(J.Craig Venter)及其科研團隊在《科學》雜志報道了世界上首個“人造生命”——含有全人工化學合成的與天然染色體序列幾乎相同的原核生物支原體，引起轟動。
　　時隔8年，中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所合成生物學重點實驗室覃重軍研究團隊與合作者則完成了將單細胞真核生物——釀酒酵母天然的16條染色體人工創(chuàng)建為具有完整功能的單條染色體。該項完全由中國科學家獨立完成的研究表明，天然復雜的生命體系可以通過人工干預變得簡約，自然生命的界限可以被人為打破，甚至可以人工創(chuàng)造全新的自然界不存在的生命。
　　自然生命體分為真核生物和原核生物，真核生物含有多條線型結(jié)構(gòu)的染色體，而原核生物通常僅含有1條環(huán)型結(jié)構(gòu)的染色體。覃重軍研究員大膽假設真核生物也能像原核生物一樣，用1條線型染色體裝載所有遺傳物質(zhì)并完成正常的細胞功能。此后，覃重軍研究團隊以具有16條染色體的單細胞真核生物——釀酒酵母為原型，歷經(jīng)4年攻關，通過15輪染色體融合，最終成功創(chuàng)建了只有1條染色體的代號為SY14的釀酒酵母菌株，也成為國際首例人造單染色體真核細胞。
　　覃重軍在發(fā)布會上介紹說，研究團隊通過深入鑒定SY14的代謝、生理和繁殖功能及其染色體的三維結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，雖然人工創(chuàng)建的單條線型染色體的三維結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，但SY14酵母具有正常的細胞功能，即把16條染色體上的所有遺傳信息放在1條上，可以看到染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化，但是細胞生長跟原來一模一樣，功能也幾乎都是一樣，意味著人工造出了一個簡約化的生命體。
　　覃重軍指出，釀酒酵母是研究染色體異常的重要模型，其1/3基因與具有23對染色體的人類基因同源，而端粒是線型染色體末端的保護結(jié)構(gòu)，人類的過早衰老與染色體的端粒長度直接相關，端粒的縮短還與基因突變、腫瘤形成等許多疾病相關。因此，與天然酵母的32個端粒相比，研究團隊人工創(chuàng)造的單條線型染色體僅有2個端粒，將為研究人類端粒功能及細胞衰老提供很好的模型。
　　業(yè)內(nèi)專家稱，覃重軍研究團隊將天然復雜的酵母染色體通過人工改造以全新的簡約化形式表現(xiàn)出來，連同中國科學家參與的酵母染色體全人工合成工作，是繼上世紀人工合成結(jié)晶牛胰島素和tRNA(轉(zhuǎn)運核糖核酸)之后，中國科學家在合成生物學領域再次取得的重大科研突破，將為人類對生命本質(zhì)的研究開辟新方向。
　　《自然》科研中國區(qū)總監(jiān)保羅·埃文斯評價稱，《自然》最新發(fā)表的國際首創(chuàng)人造單染色體真核細胞研究成果，論文作者均來自中國，顯示出中國在建立可持續(xù)科研生態(tài)體系方面的投資和眾多努力，這樣的科研生態(tài)體系也有利于基礎研究的開展和探索關于生命的基本問題。