国产成人亚洲欧美91_在线看片免费人成视频丨_久久免費视频精品_在线观看网站深夜免费A√

　　人造單染色體酵母與天然酵母細胞相比，兩者形態(tài)相似，但染色體的三維結構有巨大改變。圖中標出的染色體末端藍色小圓點為端粒，一條染色體有兩個端粒。

　　日前，中科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，在國際上首次人工創(chuàng)建了單條染色體的真核細胞：把釀酒酵母細胞里原本天然的16條染色體，人工融合成單條染色體，且仍具有正常的細胞功能。既改變了染色體的結構，又仍保有生命的“活性”，人工蛻變出一個全新細胞。該成果于北京時間8月2日在國際頂尖學術期刊《自然》在線發(fā)表，這項工作完全由中國科學家獨立完成，是在“人造生命”領域具有里程碑意義的重大突破。

　　釀酒酵母基因1/3與人類同源

　　生物學教科書中，將自然界存在的生命體，分為真核生物和原核生物。所有真核生物細胞含有的染色體有多條，且都是線型結構，如人類、小鼠、釀酒酵母等都是真核生物。而原核生物細胞含有的染色體通常只有一條，且是環(huán)型結構，如大腸桿菌、破傷風菌等許多細菌。真核生物能否像原核生物一樣，只用一條染色體來裝載所有遺傳物質并完成正常的細胞功能呢？覃重軍研究員做出一個大膽猜想。在這之前，自然界從沒發(fā)現過一條染色體的真核生物。覃重軍團隊做出小心求證，他們隨機把釀酒酵母16條染色體中的任意2條進行融合，如此操作了8次，得到一個驚人的發(fā)現——菌株的生長速率幾乎不變。這意味著，原先的大膽猜想是有可能實現的。

　　為什么選擇釀酒酵母？釀酒酵母是日常發(fā)酵中最常用的生物種類，不僅用于制作面包、啤酒等，還是用于生命科學研究的代表性真核生物。作為1996年第一個完成基因組測序的真核生物，釀酒酵母有16條染色體，其基因約有1/3與人類同源。

　　探索生命起源與進化新范例

　　覃重軍與薛小莉副研究員“工程化精準設計”了人造酵母染色體的實驗總體方案。博士生邵洋洋從2013年開始嘗試并發(fā)展高效的染色體操作方法，歷時4年，通過15輪染色體融合，最終成功創(chuàng)建了只有一條線型染色體的單細胞真核生物釀酒酵母菌株SY14。

　　雖然在2010年，《科學》　雜志曾報道，美國科學家做出世界首個“人造生命”：與天然染色體序列幾乎相同的原核生物支原體，但由于科學家對其生命密碼沒有完全掌握，并未對其進行任何改造，只是單純地復制。以覃重軍課題組為主的研究團隊，真正實現將真核釀酒酵母天然的16條染色體“合一”，創(chuàng)建為具有完整功能的單條染色體。僅有一條染色體的真核細胞，打破了教科書中原核生物與真核生物的界限。該項工作表明，天然復雜的生命體系也可通過“人造”變簡約，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，為人類對生命本質的研究開辟新的方向。

　　覃重軍研究組與合成生物學重點實驗室趙國屏院士研究組、中科院生物化學與細胞生物學研究所周金秋研究員研究組、武漢菲沙基因信息有限公司及軍事醫(yī)學科學院趙志虎研究員等團隊合作發(fā)現，盡管單條人工染色體的三維結構發(fā)生巨大變化，但SY14酵母在基因組表達、細胞復制周期等變化非常小，仍具有正常細胞功能。這一發(fā)現顛覆了染色體結構決定基因表達的傳統(tǒng)觀念，揭示了染色體結構與實現細胞生命功能的全新關系。這是繼人工合成牛胰島素和人工合成酵母丙氨酸轉移核糖核酸之后，中國學者利用合成科學策略，探索生命起源與進化的重大基礎科學問題的新范例。

　　在醫(yī)藥和工業(yè)發(fā)酵具有應用潛力

　　此次人造釀酒酵母獲重大突破，將會給人們的生活帶來哪些影響？覃重軍介紹，人工合成酵母在醫(yī)藥和工業(yè)發(fā)酵等領域具有應用潛力。

　　比如說細胞衰老問題，隨著細胞分裂次數增加，染色體末端的端粒長度會逐漸縮短，當端粒變得不能再短時，細胞就會死亡。人類的過早衰老與染色體的端粒長度直接相關。此外，端粒的縮短還與許多疾病相關，包括基因突變、腫瘤形成等。由于端粒長度不一，在藥物開發(fā)和篩選時，需要取多個端點的平均值，觀測、計算均繁復。與天然酵母的32個端粒相比，覃重軍研究團隊人工創(chuàng)造的單條線型染色體僅有2個端粒，很多規(guī)律可以更清晰地得到，為研究人類端粒功能及細胞衰老提供了很好的模型。此外，由于是重新編排酵母染色體，沒有導入任何外來基因，因此這一釀酒酵母仍可食用，未來可以強化其營養(yǎng)成分，向超級營養(yǎng)釀酒酵母發(fā)展。

　?。ㄔd于《解放日報》 2018-08-03 05版）