原创《合成酵母染色体：设计生命又近一步》
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人类是否可以设计生命？3月10日,《科学》杂志在封面推介中国科学家的4篇论文,介绍了天津大学、清华大学、深圳华大基因研究院在合成生物学方面的重大突破：完成4条真核生物酿酒酵母染色体的人工合成.这意味着人类在设计并合成复杂人工生命的过程中取得重大进展.我国也成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家.
认识生命有了新突破
分子生物学告诉人们,所有的答案都在基因和基因组里.能否在实验室构造具有生命特性的细胞一直是生命研究领域的一个重要挑战.
时至今日,科学家已完成了病毒、细菌等物种的基因组设计与构建,相关人工合成的基因组能正常地完成自我复制和繁衍等生物功能.
创造一个人造的真核生物则是造物的新高度,因为真核生物是生命的高级形式,人类也归属其中.生物界最重要的分类依据就是以原核生物和真核生物来区分的.
酵母与人们的生活息息相关,发馒头、酿酒均是靠这种微生物来实现的.为何要选择酵母作为人工合成的首个对象？中国科学院院士、华大基因理事长杨焕明说,人类对于生命的许多里程碑式发现均是通过研究酵母来实现的,因此,对于酵母合成的突破,比以后植物、动物包括人类的任何一个突破都更加重要.
“过程就像搭积木”
此次研究的参与者、深圳国家基因库合成与编辑平台负责人沈玥说,研究人员使用电脑程序设计和编写了酵母的遗传信息,通过化学合成的方式将这些遗传信息以DNA的形式合成出来,“过程就像搭积木”,然后放入酵母中替代原来的DNA,而酵母能继续保持活性.这样,酵母的所有生命活动都变成了由人工设计合成的DNA控制,成为一种人造生命体.
对于酵母染色体的人工合成,清华大学生命科学学院研究员戴俊彪做了一个生动形象的比喻：“生物的细胞就像二手房,最开始我们对房间的内部结构,比如梁柱的位置、电线铺设走向等一无所知.后来人们掌握了基因组测序技术,这就好比我们可以知道房间的内部结构,而人工合成意味着我们可以改造房间了.”
在多个领域发挥重要作用
在未来,人工合成生物将在多个领域发挥重要作用.从经济发展角度看,酵母基因组的成功改造也意味着相关产业将会受益.现在酵母广泛运用于人类生活,比如制作面包、酿造啤酒、合成等,改造酵母特性将催生更符合人类需求的产品.
沈玥透露,国际科学家团队有信心在2018年完成酵母全部16条染色体的人工合成,之后研究人员会将所有的人工设计合成染色体放到同一个酵母细胞里,实现基因组水平上的人造酵母.科学家们表示,未来有一天,人类或许能从微观尺度上改造染色体,从而治愈一些疾病.（据广州日报、新华社）※
设计论文参考资料：
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