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经过多年来积蓄发力

2019-04-26 21:50http://www.baidu.com四川成人高考网

  新华社北京3月10日电(记者陈芳董瑞丰)我国科学家利用化学物质合成了4条人工设计的酿酒酵母染色体,标志着人类向“再造生命”又迈进一大步。研究结果10日以封面文章的形式在国际知名学术期刊《科学》发表,我国也成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。

  来自天津大学、清华大学和深圳华大基因研究院的研究人员介绍,该研究利用小分子核苷酸精准合成了活体真核染色体,首次实现人工基因组合成序列与设计序列的完全匹配,所得到的酵母基因组具备完整的生命活性。

  “如果说基因组测序是‘读懂生命密码’,基因组合成就是在‘编写生命密码’,从读到写,是一个巨大飞跃。”中国科学院院士杨焕明说。

  2010年,美国科学家首次将人工合成的基因组植入一个原核细菌,开启了化学合成生命的研究大门。天津大学化工学院教授元英进告诉记者,原核生物基因组虽已合成成功,但其染色体相对简单,动物、植物、真菌等真核生物具有多条线性染色体,生命形式更复杂丰富,我国科学家在此次研究中解决了一系列科学难题。

  研究中,基因组实际序列与设计序列的精确匹配至关重要。清华大学生命科学学院研究员戴俊彪说,研究人员创建了基因组缺陷靶点快速定位与精确修复方法,确保化学合成的基因组具有高度的生命活性。

  酿酒酵母是生物遗传学研究的一个重要模式生物。以合成型酿酒酵母染色体为研究对象,可以加快在基因组重排、环形染色体进化领域的研究进度,为人类环形染色体疾病、癌症和衰老等提供研究与治疗模型。

  2012年开始,天津大学、清华大学和深圳华大基因研究院与美国等国家的科研机构共同推动了酵母基因组合成国际计划(Sc2.0),旨在对酿酒酵母基因组进行人工重新设计和化学再造。我国科学家此次成功合成的4条酿酒酵母染色体,占Sc2.0计划已经合成染色体的三分之二。

  新华社北京3月10日电题:“再造生命”探寻新突破:中国“编写生命密码”将如何改变未来?

  生命可以设计和再造吗?我国科学家利用化学物质成功合成4条人工设计的酿酒酵母染色体,研究结果10日在国际知名学术期刊《科学》发表。我国也因此成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。

  研究者说,如果把基因组测序比作“读懂生命密码”,基因组合成就是“编写生命密码”,从“读”到“写”,人类向着“生命2.0”的梦想又迈进了一大步。

  我国科学家利用化学物质合成完整活性染色体这是酿酒酵母染色体在脉冲场电泳下,按照染色体的长度大小被分离开以后,用特殊染料染色后拍摄而成的。左边黄框中是天然野生型酵母,箭头指向其12号染色体;右边蓝框中是带有合成12号染色体的酵母,星号指向其12号染色体。

  来自天津大学、清华大学和深圳华大基因研究院的研究人员介绍,这项研究利用小分子核苷酸精准合成了有活性的真核染色体,得到的基因组可以很好地调控酵母的功能。

  同时,合成的染色体经过精致的人工设计:删除了研究者认为无用的DNA,加入了人工接头,总体长度比天然染色体缩减8%。

  “人工合成染色体的价值,在于实现对基因的操控。”天津大学化工学院教授元英进说,如果合成的染色体与所取代的天然染色体完全相同,仅仅是“知其然”,但重新设计了染色体并确保细胞活性,说明研究人员已经开始“知其所以然”。

  2010年,美国科学家首次将人工合成的基因组植入一个原核细菌,开启了化学合成生命的研究大门。不过,包括动物、植物和真菌在内的真核生物,其染色体更加复杂,设计与合成的难度也更高。

  元英进说,此次研究解决了合成单细胞真核生物的基本科学问题,为未来设计、构建复杂的真核生物细胞提供了更多知识储备。

  中国科学院院士杨焕明介绍,在掌握了基因序列的秘密之后,研究人员还将通过对染色体的设计、构建、测试一系列过程,来验证和修正对基因组的认识。

  “如果说基因组测序是‘读懂生命密码’,基因组合成就是在‘编写生命密码’,从读到写,是一个巨大飞跃。”杨焕明说。

  新华社北京3月10日电题:破解基因组“天书”,中国离世界生命科学巅峰有多远?

  人工设计真核基因组,中国科学家领衔完成5条染色体中4条的化学合成……10日,国际知名学术期刊《科学》发表相关论文,意味着人类向“合成生命”的梦想迈进一大步。中国科学院有关负责人表示,生命科学关乎国民经济发展和人类文明进步,抓住百年一遇的机会,中国有望在新一轮科技革命中取得先机。

  生命科学的新突破,始于基因组测序。完成人类百分之一基因组测序,水稻基因组测序,家蚕、黄瓜等多个物种的基因组测序……破解基因组的“天书”越来越频繁,经过多年来积蓄发力,中国生命科学研究硕果涌现。

  从科技进展来看,绝大部分重要的物种未来都将完成基因组测序,海量的数据产出成为常态。搭建组学数据库,实现海量信息的存储、整合及共享成为一项重要任务。

  记者采访了解到,目前,中科院北京基因组研究所已经初步建成生命与健康数据汇交与共享平台,围绕国家精准医学和重要战略生物资源的组学数据,建立了海量生物组学大数据储存、整合与挖掘分析研究体系。

  “基因组学提供的海量信息,可以用来判断癌症的发生原因、发展状况和可能的变化趋势,并可依据已知的基因序列和功能设计药物。”北京基因组研究所专家表示,中国作为基因组学研究的重要力量,在国际舞台上持续发挥着重要作用。

  中科院院士杨焕明说:“如果说基因组测序是‘读懂生命密码’,基因组合成就是在‘编写生命密码’,从读到写,是一个巨大飞跃。”

  2000年公布的人类基因组测序,中国只承担了百分之一的工作。“这次我们完成了酿酒酵母染色体合成的四分之一,不难看出我们在生命科学研究领域的巨大进步,今后‘领跑’不是不可能。”杨焕明表示。

  作为生命科学的重要前沿,合成生物学能解决能源、材料、健康和环保等问题,对人类认识生命、重新设计及改造生物具有重大的科学意义。