“半人造”菌株中合成DNA過半 向世界首個(gè)合成酵母邁出重要一步

　　美英兩國研究人員將實(shí)驗(yàn)室制造的超過7條合成染色體組合到一個(gè)酵母細(xì)胞中，產(chǎn)生了一種“半人造”菌株，其合成DNA超過50%。它具有和天然酵母菌株一樣的生存和復(fù)制能力。該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已合成并調(diào)試了所有16條酵母染色體，這意味著距離創(chuàng)造出世界上第一個(gè)合成酵母基因組，解開生命的基本組成部分又近了一步。研究成果8日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上，同集合論文同時(shí)發(fā)表在《分子細(xì)胞》和《細(xì)胞基因組學(xué)》雜志上。

　　這是首次構(gòu)建真核生物的合成基因組。酵母擁有相對(duì)緊湊的基因組，并具有將DNA縫合在一起的先天能力，使研究人員能夠在酵母細(xì)胞中構(gòu)建合成染色體。

　　美國紐約大學(xué)朗格尼健康學(xué)院和英國曼徹斯特大學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的tRNA新染色體，是一種不同于自然染色體的新染色體。他們刪除了被視為“垃圾”的非編碼DNA塊和重復(fù)元素，添加了新的DNA片段，并引入了一種內(nèi)置多樣性生成器，可打亂染色體內(nèi)部和之間的基因順序。為提高基因組穩(wěn)定性，團(tuán)隊(duì)還去除了許多編碼轉(zhuǎn)移RNA的基因，并將它們重新轉(zhuǎn)移到僅由tRNA基因組成的全新染色體。

　　酵母基因組由16條染色體組成，研究人員打算創(chuàng)建合成酵母菌株，每個(gè)菌株包含15條天然染色體和1條合成染色體。他們將所有先前合成的染色體(6條完整染色體和1條染色體臂)逐漸整合到一個(gè)細(xì)胞中。所得酵母菌株的合成率超過31%，具有正常的形態(tài)，與天然酵母相比，僅表現(xiàn)出輕微的生長缺陷。

　　為了更有效地在酵母菌株之間轉(zhuǎn)移特定染色體，他們使用染色體替換的方法來轉(zhuǎn)移新合成的染色體(Ⅳ號(hào)染色體，所有合成染色體中最大的)，從而產(chǎn)生具有7.5條合成染色體的酵母細(xì)胞，合成率超過50%。

　　此外，由英國諾丁漢大學(xué)的本·布朗特博士和倫敦帝國理工學(xué)院的湯姆·埃利斯教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞基因組學(xué)》雜志上報(bào)告了合成染色體Ⅺ。

　　接下來，研究人員將共同努力把所有單獨(dú)的合成染色體組合成一個(gè)完全合成的基因組。最終的合成菌株不僅是世界上第一個(gè)合成真核生物，也是第一個(gè)由國際社會(huì)共同構(gòu)建的菌株。

（責(zé)任編輯：華康）