美国科学家抽丝剥茧,将生命形态回归其实质——他们通过人工合成创立出了一种细菌。这种细菌拥有生长滋生所必需的最低限度的遗传信息。
英国《金融时报》网站3月24日报道,由基因学先驱克雷格-文特尔向导的研究职员制造出了Syn3.0,即“最小合成细菌细胞”。这是他们在2010年创立的Syn1.0的升级版。Syn1.0是首个由研究职员在实验室中使用化学物质合成其基因组的活细胞。
研究职员希望,Syn3.0能够提供一个平台,让合成生物学家出于特定目的——如生产药物或生物燃料——向之添加基因。不过创立Syn3.0的更直接目的是为了更好地相识生命的基本生化机理。
文特尔体现,由美国《科学》周刊揭晓的这项研究展现,人类在生物学知识方面保存“令人受惊的”空缺。
研究小组最初的思绪是使用科学文献中的信息来设计一个最小细菌基因组,但以失败了却。他们转而研发基于丝状支原体的Syn3.0,通过逐个剔除并视察效果的要领来搞清丝状支原体901个基因中有哪些是不可或缺的。研究小组将非须要基因逐一剔除,最终获得了473个生长复制所必需的基因。
随后,研究职员在实验室中合成了由473个基因举行编码的基因组,并将其移植到另一种细菌山羊支原体中,该支原体自身的DNA已被移除。合成基因组接受了宿主细胞的生物学运作,并爆发了一种强壮的细菌。
法新社3月24日报道称,美国科学家在实验室中创立出了能够在自然界中生涯的最小基因组。这一基因组包括的须要基因足以维持机体运转及自我复制,这是人类向解开生命创立之谜迈出的一大步。
与人类携带的两万个基因相比,这个名为Syn3.0的人造细菌基因组仅有473个基因。
首席研究员、人类基因组排序先驱克雷格-文特尔与克莱德-哈钦森及同事,尚未确定其中149个基因的详细功效。不过,研究职员在其他生物体中发明了数个潜在同源基因。这批注,这些基因对功效待定的通用卵白举行编码。
文特尔诠释道:“回覆关于生命基本问题的唯一要领就是获得最小基因组。而这么做的唯一要领或许就是实验人工合成一个基因组。”
于是科学家们将眼光瞄准了支原体,由于这是在能够自我复制的细胞中,已知的拥有最小基因组的细菌。
文特尔说:“倘使你对飞机一无所知,现在要研究一架波音777,你试着通过移除飞机零件而找到它们所对应的功效。你将右翼的引擎移除,飞机仍能正常腾飞下降。那么你就可以得出结论,这个工具是非须要零件,而在你移除另一个引擎之前,你都无法察觉到它的主要性。这就是生物学领域一直上演的一幕,即我们最初以为的非须要因素可能是成对基因中的一个,直到我们将它的对应物移除后,才华发明它的须要性。”
研究获得的一个要害结论就是,某些最初被划为“非须要”的基因,现实上作为第二基因也执行了同样主要的功效。这就意味着,在最小基因组中,我们必需保存成对基因中的一个。
最小基因组不包括能够修改和限制基因组的基因,并且也没有编码脂卵白的大大都基因。不过,最小基因组席卷了险些所有加入读取和表达遗传信息、以及跨代生涯遗传信息的基因。