酵母基因组人工合成——重塑生命定义

      3月10日国际顶尖权威杂志Science连发Sc2.0 consortium teams的7篇关于人工合成酵母基因组的论文。将“基因”连接成网络，让细胞来完成设计人员设想的各种任务，是合成生物学的终极目标。“人工再造生命体”酵母基因组人工合成项目成果的发布，意味着科学界离这一目标更进一步。

　　此次酵母基因组人工合成项目重大成果的发布，标志着中国的基因组设计合成能力达到了前所未有的高度，我国真核生物人工基因组合成技术进入国际前列。

　 该项目由美国发起，中国、英国等多个国家共同合作，是继支原体基因组合成项目之后，合成基因组学领域的又一重大标志性国际合作项目。

　　我国学者在此次酵母基因组人工合成中，主要研究称成果包括：

  1、发展了多级模块化和标准化基因组合成方法，创建了一步法大片段组装技术和并行式染色体合成策略，实现了由小分子核苷酸到活体真核染色体的定制精准合成；

  2、创建了基因组缺陷靶点快速定位与精确修复方法，解决了全合成基因组导致细胞失活的难题，所得到的全合成酵母基因组具备完整的生命活性，能够成功调控酵母的生长，并具备各种环境响应能力；

  3、建立了基于多靶点片段共转化的基因组精确修复技术和DNA大片段重复修复技术，首次实现了人工基因组合成序列与设计序列的完全匹配，为研究人工设计基因组的功能验证与改进奠定了基础；

  4、利用人工合成酵母染色体建立了一组环形染色体模型，通过人工基因组中设计的特异标签，实现对细胞分裂过程中染色体变化的追踪和分析，为研究当前无法治疗的染色体成环疾病发生机理和潜在治疗手段建立了研究模型；

  5、建立“惯出组学（Trans-omics）”方法，从表型、基因组、转录组、蛋白质组、代谢组以及细胞复制分离等层面，系统地进行基因型-表型的深度关联分析，多角度验证了其他生物学功能均与野生型酿酒酵母具有高度一致的生物学特性。

　　酿酒酵母作为真核生物，有16条染色体，长久以来，在真核模式的生物中对于酵母的研究最为广泛。通过对酿酒酵母的基因改造，会更为透彻的了解集体的生物学机制、生物学反应、对各种环境的适用性及进化过程等。

　　从科学理论上来看，人工设计于合成酵母基因组及其后续开展基因组快速演化研究，不仅可实现对酵母全基因组功能研究，而且通过基因组随机变化产生的酵母菌库，为研究酵母演化史提供了大量的素材。

　　人类也许已不再局限于了解生命，而是创造生命。