科学家彻底改写细菌基因组
时间:2017-12-07

  科学家完全重写细菌基因组 - News - Science Network

  最近合成生物学家报道了迄今为止最为深远的细菌基因组重写结果。这一进展包括重新利用3.8%的大肠杆菌碱基对。

  研究人员在8月18日的“科学”杂志上发表了这项研究。

  研究人员用大肠杆菌中的64个遗传编码器中的7个编码,这个编码遗传密码氨基酸的序列。他们现在能够通过合成长度为50,000个碱基对的55个片段的DNA来减少遗传密码子的数量。研究人员还组装成功能大肠杆菌。

  此外,马萨诸塞州波士顿哈佛医学院的科学家领导的一个研究小组表示,这项研究是设计有机体新属性(如抗病毒感染力)的重要一步。

  合成生物学家,包括医学院的George Church说,这项工作也被看作是一个原型科学家,撰写了一个人类基因组计划,使用该项目人工合成人类基因组。

  教会说:这项研究表明,这样一个彻底的重建项目是可行的。

  法伦艾萨克斯,在纽黑文耶鲁大学生物学家合成,谁没有参与这项研究,但以前与教会合作的重编码,表示从64到57大大违反了自然界现有的规则,减少遗传密码。他说,这是向前迈出的重要一步,并展示了遗传密码的可塑性以及通过记录的基因组从生物体中提取新型生物功能和属性的方式。

  教会的研究小组和其他科学家以前发现,在大肠杆菌中重新编码一个氨基酸是可行的,这样细菌就可以含有自然界没有的氨基酸,这样形成的重新编程的生物对病毒感染具有很高的抗性,它们不再含有病毒赖以生存的所有天然生物共有的遗传机制,它们的生产还完全依赖于食物中氨基酸的合成,从而减少了重新编写的细菌可以逃离实验室的担忧,并造成严重破坏在野外。

  在这个最新的研究中使用的重新编码技术是一个艰苦的过程,直到几年前,这是不可能的。在过去的十年中,基因工程和合成DNA研究的迅速发展使得更多雄心勃勃的基因工程项目成为可能。

  马克拉茹瓦,合成生物学家谁西雅图的西雅图大学合作,在教会实验室表示,该项目是规模空前,是最大的全合成基因组的不断完成,是迄今为止到目前为止,它已被引入基因组中功能最强大的变化之一。

  由加利福尼亚州拉荷亚市J. Craig Venter研究所的基因组企业家Craig Venter领导的研究小组今年3月宣布,他们已经创建了基于细菌基因组的合成基因组,同时去除了所有必需的基因。但是这个生物体的基因组比大肠杆菌小了一个数量级。

  教会和他的研究小组现在试图将他们的大肠杆菌重新编码的DNA片段连接成连续的基因组。然后研究人员测试这个重塑的生物是否有生命。教会说他不确定研究需要多长时间;他的实验室成员估计可能要四个月到四年。

  艾萨克斯说:这将需要很大的努力,但看起来可以实现。 (赵西喜)

  中国科学通报(2016-08-22第二版国际)

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  自然报告(英文)