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科学家创造出一个最小的基因组来维持活细胞

小水花  发布于:2016/4/6  阅读量:689  来源:phys.org

美国的研究人员设计并创造了一个人造细胞,它在只有473个基因的情况下就能生存和复制自身,这可能有助于创新型药物,抗体和燃料的开发。

基于这个具有里程碑意义的生物学思想,在加利福尼亚州拉霍亚的J Craig Venter研究所工作的科学家,削减了细菌支原体染色体的基因,直到他们得到生存和复制所需的最小集合。然后他们将重新合成的基因插入DNA单链中,并再次启动这个遗传上的空细胞,直至它们再次进入生命循环。

该合成细胞,被命名为JCVI Syn3.0(或简称为‘Syn3.0’),具有473个基因和531000 DNA碱基对,比已知自然界存在的具有最小基因组的生殖支原体还小,而生殖支原体有525个基因和60万个DNA碱基对。Syn3.0每三小时体积就会翻倍,而生殖支原体则需要几个星期。

该研究小组将新细胞称为是一种最小细菌细胞,强调该名称前的不定冠词是由于这样的事实:需要基因的最小数量取决于环境条件和生物体的新陈代谢。

揭开生命的秘密

发表于科学(Science)杂志上的这一发现,有助于揭示一直困扰人类几千年的最突出的问题之一:生命是什么?更具体地说,Syn3.0的创造可以提供生命在原始海洋的进化故事,而不仅仅是三十亿年前的。

领导该研究小组的Craig Venter博士认为,尽管快速阅读DNA编码的能力已在过去25年有了质的飞跃,但没有一个细胞可以从其全部功能的角度来进行解释。Venter本人是DNA研究的先驱并领导了在20006月进行的人类基因组测序的两个科研团队之一。

2010年,Venter博士和他的长期合作者Clyde Hutchison,好不容易才创造出第一个合成微生物,它来自于一个支原体的人工合成微生物染色体,其被用来重新激活另一个支原体物种的空细胞。这种合成微生物被称为JCVI-Syn-1.0,是Syn.3.0的直接前身。

商业化前景

关于Syn3.0的商业价值也非常令人兴奋。现在它的创造者已经对其遗传信息的应用做出了专利申请,并希望将它作为更基本的生物学研究的测试工具,并可作为提供高品质先进的和高精度的生化产品的开发起点。

我们的长远目标是设计和构建随需应变的合成生物体,你可以在其中添加特定的功能并预知可能的结果,该研究的合作伙伴,合成基因组学专家Dan Gibson说,所以我们相信这些细胞将在从医药到生物燃料,营养和农业等许多工业应用中非常有用。

虽然该发现已被描述为一个大跳跃,但Syn3.0的商业潜力仍将需要一些时间来得到充分实现。Venter博士和他的团队目前只识别出Syn3.0基因三分之二的功能,剩下的三分之一仍然是未解之谜。虽然这是一个重要的里程碑,但遗传学家仍然有一段路要走,以获得使生命运转的最终秘密。


全部评论(1)

  • 1楼
    2016/4/7 17:16:06泡菜豆芽汤

    最小基因组,有助于创新型药物,抗体和燃料的开发。

    [0]

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