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“人造生命”重大突破 中国科学家首创人造单染色体真核细胞

发布日期:2018-08-10  来源:

  上海8月2日电 (记者 孙自法)继2010年美国科学家创建世界上首个“人造生命”之后,中国科学家又让“人造生命”获得重大突破——在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞。这一合成生物学领域具有里程碑意义的科研成果,北京时间8月2日获国际知名学术期刊《自然》在线发表。

8月2日,中国科学院在上海举行的“国际首例人造单染色体真核细胞研究成果”新闻发布会上宣布,继2010年美国科学家创建世界上首个“人造生命”之后,中国科学家又让“人造生命”获得重大突破——在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞。这一合成生物学领域具有里程碑意义的科研成果,北京时间8月2日获国际知名学术期刊《自然》在线发表。这一重大研究成果由中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室覃重军研究团队与合作者完成,研究团队将单细胞真核生物——酿酒酵母天然的16条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。图为覃重军研究员在观察单染色体酵母的生长情况(资料图片)。中...
图为覃重军研究员在观察单染色体酵母的生长情况(资料图片)。

  中国科学院当天在上海举行“国际首例人造单染色体真核细胞研究成果”新闻发布会说,2010年,美国科学家克莱格·文特尔(J.Craig Venter)及其科研团队在《科学》杂志报道了世界上首个“人造生命”——含有全人工化学合成的与天然染色体序列几乎相同的原核生物支原体,引起轰动。

  时隔8年,中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室覃重军研究团队与合作者则完成了将单细胞真核生物——酿酒酵母天然的16条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。该项完全由中国科学家独立完成的研究表明,天然复杂的生命体系可以通过人工干预变得简约,自然生命的界限可以被人为打破,甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命。

8月2日,中国科学院在上海举行的“国际首例人造单染色体真核细胞研究成果”新闻发布会上宣布,继2010年美国科学家创建世界上首个“人造生命”之后,中国科学家又让“人造生命”获得重大突破——在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞。这一合成生物学领域具有里程碑意义的科研成果,北京时间8月2日获国际知名学术期刊《自然》在线发表。这一重大研究成果由中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室覃重军研究团队与合作者完成,研究团队将单细胞真核生物——酿酒酵母天然的16条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。图为覃重军研究员在发布会上介绍科研成果。记者 孙自法 摄
图为覃重军研究员在发布会上介绍科研成果。记者 孙自法 摄

  自然生命体分为真核生物和原核生物,真核生物含有多条线型结构的染色体,而原核生物通常仅含有1条环型结构的染色体。覃重军研究员大胆假设真核生物也能像原核生物一样,用1条线型染色体装载所有遗传物质并完成正常的细胞功能。此后,覃重军研究团队以具有16条染色体的单细胞真核生物——酿酒酵母为原型,历经4年攻关,通过15轮染色体融合,最终成功创建了只有1条染色体的代号为SY14的酿酒酵母菌株,也成为国际首例人造单染色体真核细胞。

  覃重军在发布会上介绍说,研究团队通过深入鉴定SY14的代谢、生理和繁殖功能及其染色体的三维结构发现,虽然人工创建的单条线型染色体的三维结构发生了巨大变化,但SY14酵母具有正常的细胞功能,即把16条染色体上的所有遗传信息放在1条上,可以看到染色体结构发生巨大变化,但是细胞生长跟原来一模一样,功能也几乎都是一样,意味着人工造出了一个简约化的生命体。

8月2日,中国科学院在上海举行的“国际首例人造单染色体真核细胞研究成果”新闻发布会上宣布,继2010年美国科学家创建世界上首个“人造生命”之后,中国科学家又让“人造生命”获得重大突破——在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞。这一合成生物学领域具有里程碑意义的科研成果,北京时间8月2日获国际知名学术期刊《自然》在线发表。这一重大研究成果由中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室覃重军研究团队与合作者完成,研究团队将单细胞真核生物——酿酒酵母天然的16条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。图为覃重军研究员在发布会上介绍科研历程。记者 孙自法 摄
图为覃重军研究员在发布会上介绍科研历程。记者 孙自法 摄

  覃重军指出,酿酒酵母是研究染色体异常的重要模型,其1/3基因与具有23对染色体的人类基因同源,而端粒是线型染色体末端的保护结构,人类的过早衰老与染色体的端粒长度直接相关,端粒的缩短还与基因突变、肿瘤形成等许多疾病相关。因此,与天然酵母的32个端粒相比,研究团队人工创造的单条线型染色体仅有2个端粒,将为研究人类端粒功能及细胞衰老提供很好的模型。

8月2日,中国科学院在上海举行的“国际首例人造单染色体真核细胞研究成果”新闻发布会上宣布,继2010年美国科学家创建世界上首个“人造生命”之后,中国科学家又让“人造生命”获得重大突破——在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞。这一合成生物学领域具有里程碑意义的科研成果,北京时间8月2日获国际知名学术期刊《自然》在线发表。这一重大研究成果由中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室覃重军研究团队与合作者完成,研究团队将单细胞真核生物——酿酒酵母天然的16条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。图为覃重军研究团队在讨论实验进展(资料图片)。发 杨...
图为覃重军研究团队在讨论实验进展(资料图片)。发 

  业内专家称,覃重军研究团队将天然复杂的酵母染色体通过人工改造以全新的简约化形式表现出来,连同中国科学家参与的酵母染色体全人工合成工作,是继上世纪人工合成结晶牛胰岛素和tRNA(转运核糖核酸)之后,中国科学家在合成生物学领域再次取得的重大科研突破,将为人类对生命本质的研究开辟新方向。

  《自然》科研中国区总监保罗·埃文斯评价称,《自然》最新发表的国际首创人造单染色体真核细胞研究成果,论文作者均来自中国,显示出中国在建立可持续科研生态体系方面的投资和众多努力,这样的科研生态体系也有利于基础研究的开展和探索关于生命的基本问题。(完)

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