《Science》人工合成基因组 人造生命的开始

　　

生物通报道，J. Craig Venter Institute以及Biotechnology Industry Organization (BIO)的科学家在人工合成基因组方面的研究取得第一步的进展，文章Creating Bacterial Strains from Genomes that Have Been Cloned and Engineered in Yeast发表在最新一期的Science杂志上。

 

研究人员希望有朝一日能人工操纵合成基因组，首次的研究以细菌基因组为蓝本。首先将细菌基因组提取出来，随后转移到酵母菌中对其进行必要的修饰，再将其转移到第二种细菌内。

 

Carole Lartigue研究小组曾经尝试将一种叫做Mycoplasma mycoides 的细菌的基因组移植到另外一种叫做Mycoplasma capricolum 的细菌之中。 之后，他们将M. mycoides 基因组移植到酵母菌中，这样便于修饰原有的基因组。 但是，为了将修改过的基因组移植到一种新的细菌之中，研究人员面临一种类似外科医生进行器官移植的时候所遇到的一个问题：即如何使宿主接受新的物质。

 

 许多细菌用所谓的“限制-修饰系统”来保护它们不受外来DNA的入侵。 在这些细菌中，“限制酶”自动导向某些短的DNA序列并将其摧毁。 细菌通过在沿着其基因组的关键部位加上一种叫做甲基的化学基团来庇护它们自己的DNA不受这些酶的攻击。

 

但是，酵母菌是不用这种方法来对其基因组进行甲基化的。 在将M. mycoides 基因组移植到酵母菌中并删除一个非必需的基因（这一过程无法在细菌之中完成）之后，Lartigue及其同僚采取了2个步骤来绕开他们的目标宿主细菌M. capricolum中的限制性修饰。 他们灭活了M. capricolum 中的限制酶并在该被修饰的基因仍然还在酵母菌中的时候为其加上了甲基基团。 接着，他们将该基因组移植到M. capricolum 之中，而后者在经过多次的细胞分裂之后产生出了一种新的供体细菌M. mycoides 的一个新的细菌株。

 

这一研究克服了创制新的可用于生产生物燃料、清理毒性废物、碳截留或其它应用的微生物这一终极目标的障碍之一。为制备人工基因组打下了基础。

（生物通 小茜）

 

生物通推荐原文检索

Creating Bacterial Strains from Genomes that Have Been Cloned and Engineered in Yeast," by C. Lartigue; S. Vashee; M.A. Algire; R.-Y. Chuang; L. Ma; V.N. Noskov; E.A. Denisova; D.G. Gibson; N. Assad-Garcia; N. Alperovich; D.W. Thomas; C. Merryman; J.C. Venter; J.I. Glass at The J. Craig Venter Institute in Rockville, MD; G.A. Benders; C.A. Hutchison III; H.O. Smith; J.C. Venter at The J. Craig Venter Institute in San Diego, CA; D.W. Thomas at Biotechnology Industry Organization (BIO) in Washington, DC.