酵母染色体人工合成取得重大突破

作者: 2017-06-30 10:05 来源:
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310日,《科学》杂志以封面专刊形式发表7篇论文,报道了合成生物学领域的一项重大突破性进展:完成酵母2号、5号、6号、10号和12号这5条染色体的重头设计与全合成。其中中国团队完成4篇,包括天津大学元英进团队2[1],[2],清华大学生命科学院戴俊彪团队1[3],华大基因杨焕明院士团队合作发表1[4]。人造酵母的诞生预示着人工合成生命新纪元的到来,该领域的快速突破将为健康、能源、环境、农业等领域带来颠覆性的变化。

合成生物学是继DNA双螺旋结构发现和人类基因组测序后又一次生物技术革命。人工合成酵母基因组计划(Sc2.0 Project)是由中国、美国、英国、法国、澳大利亚和新加坡等国多个科研机构合作开展的一项国际研究计划。该计划的目标是实现真核生物酿酒酵母全部染色体的人工合成,即实现酵母生命代码的人工全编写。科学家从已有研究最多的真核生物酿酒酵母开始,对其基因组遗传蓝图进行疏理、精简和重组,再将获得的开发、设计、测试和管理经验推广到其他生物。

1996年,科学家们发现了酿酒酵母的1200万碱基对序列,分属16条染色体。2014年,美、英、法等多国科学家组成的国际科研团队创建了酵母菌的第3号染色体,这也是酿酒酵母16条染色体中最短的一条。而此次完成的5条染色体的人工合成,使该计划向着最终目标又迈进了一大步。中国团队完成了其中4条染色体的人工合成,标志着我国在合成生物学的该研究领域已进入世界前沿水平。       (郑颖 丁陈君)



[1] Bug mapping and fitness testing of chemically synthesized chromosome X. Science  10 Mar 2017:Vol. 355, Issue 6329, DOI: 10.1126/science.aaf4706

[2] “Perfect” designer chromosome V and behavior of a ring derivative. Science  10 Mar 2017:Vol. 355, Issue 6329, DOI: 10.1126/science.aaf4704

[3] Engineering the ribosomal DNA in a megabase synthetic chromosome. Science  10 Mar 2017Vol. 355, Issue 6329, DOI: 10.1126/science.aaf3981

[4] Deep functional analysis of synII, a 770-kilobase synthetic yeast chromosome. Science  10 Mar 2017:Vol. 355, Issue 6329,DOI: 10.1126/science.aaf4791

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