原標(biāo)題：中國科學(xué)家打破非生命物質(zhì)與生命界限

■本報(bào)通訊員靳瑩

       日前，來自天津大學(xué)、清華大學(xué)、華大基因的中國科學(xué)家在真核生物基因組設(shè)計(jì)與化學(xué)合成方面取得重大突破。他們完成了4條真核生物釀酒酵母染色體的從頭設(shè)計(jì)與化學(xué)合成，打破了非生命物質(zhì)與生命的界限，開啟了“設(shè)計(jì)生命、再造生命和重塑生命”的進(jìn)程。突破合成型基因組導(dǎo)致細(xì)胞失活的難題，設(shè)計(jì)構(gòu)建染色體成環(huán)疾病模型，開發(fā)長染色體分級(jí)組裝策略，證明人工設(shè)計(jì)合成的基因組具有可增加、可刪減的靈活性……這些研究成果形成了4篇論文，于3月10日以封面的形式在國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表?；蛐揎椀慕湍敢呀?jīng)用來制作疫苗、藥物和特定的化合物，這些新成果的發(fā)表意味著化學(xué)物質(zhì)設(shè)計(jì)定制酵母生命體成為可能，產(chǎn)物范圍也將被拓展。

      合成生物學(xué)是繼“DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)”和“人類基因組測(cè)序計(jì)劃”之后，以基因組設(shè)計(jì)合成為標(biāo)志的第三次生物技術(shù)革命。釀酒酵母基因組合成計(jì)劃（Sc2.0計(jì)劃）是合成基因組學(xué)研究的標(biāo)志性國際合作項(xiàng)目。該項(xiàng)目由美國科學(xué)院院士杰夫·伯克發(fā)起，由多國研究機(jī)構(gòu)參與并分工協(xié)作，致力于設(shè)計(jì)和化學(xué)再造完整的釀酒酵母基因組。

      生物學(xué)界內(nèi)最大的劃分依據(jù)并不是植物和動(dòng)物，也不是多細(xì)胞和單細(xì)胞生物，而是以原核生物和真核生物來區(qū)分。原核生物的基因組相對(duì)簡單，而動(dòng)物、植物、真菌等真核生物的DNA既豐富又復(fù)雜。同時(shí)，遺傳物質(zhì)DNA通常被分配到不同的染色體中，而這些染色體又深藏在細(xì)胞核的特定區(qū)域。所以，合成一個(gè)真核生物的基因組是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)。但如果生物學(xué)真正做到引領(lǐng)技術(shù)革命，合成真核生物基因組技術(shù)必將發(fā)揮非常核心的作用。

       釀酒酵母是生物學(xué)研究中的模式真核單細(xì)胞生物。Sc2.0計(jì)劃旨在重新設(shè)計(jì)并合成釀酒酵母的全部16條染色體。此次科學(xué)家們共完成了5條染色體的化學(xué)合成，其中中國科學(xué)家完成了4條，占完成數(shù)量的66.7%，意味著已經(jīng)成功合成了酵母基因組的約1/3。Sc2.0計(jì)劃的國際化推動(dòng)者及中國最早參與者、天津大學(xué)化工學(xué)院教授元英進(jìn)帶領(lǐng)的天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)完成了5號(hào)、10號(hào)染色體的化學(xué)合成，并開發(fā)了高效的染色體缺陷靶點(diǎn)定位技術(shù)和染色體點(diǎn)突變修復(fù)技術(shù)。戴俊彪研究員帶領(lǐng)清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)完成了當(dāng)前已合成染色體中最長的12號(hào)染色體的全合成。深圳華大基因研究院團(tuán)隊(duì)聯(lián)合英國愛丁堡大學(xué)團(tuán)隊(duì)完成了2號(hào)染色體的合成及深度基因型－表型關(guān)聯(lián)分析。

      據(jù)介紹，這些工作的完成是中國在合成生物學(xué)領(lǐng)域取得的突破性成果，進(jìn)一步奠定了我國在這一領(lǐng)域的國際地位。