“半人造”菌株中合成DNA过半 向世界首个合成酵母迈出重要一步

  美英两国研究人员将实验室制造的超过7条合成染色体组合到一个酵母细胞中，产生了一种“半人造”菌株，其合成DNA超过50%。它具有和天然酵母菌株一样的生存和复制能力。该团队现已合成并调试了所有16条酵母染色体，这意味着距离创造出世界上第一个合成酵母基因组，解开生命的基本组成部分又近了一步。研究成果8日发表在《细胞》杂志上，同集合论文同时发表在《分子细胞》和《细胞基因组学》杂志上。

  这是首次构建真核生物的合成基因组。酵母拥有相对紧凑的基因组，并具有将DNA缝合在一起的先天能力，使研究人员能够在酵母细胞中构建合成染色体。

  美国纽约大学朗格尼健康学院和英国曼彻斯特大学团队创建的tRNA新染色体，是一种不同于自然染色体的新染色体。他们删除了被视为“垃圾”的非编码DNA块和重复元素，添加了新的DNA片段，并引入了一种内置多样性生成器，可打乱染色体内部和之间的基因顺序。为提高基因组稳定性，团队还去除了许多编码转移RNA的基因，并将它们重新转移到仅由tRNA基因组成的全新染色体。

  酵母基因组由16条染色体组成，研究人员打算创建合成酵母菌株，每个菌株包含15条天然染色体和1条合成染色体。他们将所有先前合成的染色体（6条完整染色体和1条染色体臂）逐渐整合到一个细胞中。所得酵母菌株的合成率超过31%，具有正常的形态，与天然酵母相比，仅表现出轻微的生长缺陷。

  为了更有效地在酵母菌株之间转移特定染色体，他们使用染色体替换的方法来转移新合成的染色体（Ⅳ号染色体，所有合成染色体中最大的），从而产生具有7.5条合成染色体的酵母细胞，合成率超过50%。

  此外，由英国诺丁汉大学的本·布朗特博士和伦敦帝国理工学院的汤姆·埃利斯教授领导的团队在《细胞基因组学》杂志上报告了合成染色体Ⅺ。

  接下来，研究人员将共同努力把所有单独的合成染色体组合成一个完全合成的基因组。最终的合成菌株不仅是世界上第一个合成真核生物，也是第一个由国际社会共同构建的菌株。（记者张佳欣）