“人造生命體”合成酵母基因：加裝系統(tǒng)讓菌株快速進化

• 2018年5月23日 FanTianQing來源：新浪網(wǎng) 1271 83
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  2018-2023年中國眼科醫(yī)療器械市場深度全景調(diào)研及“十三五”發(fā)展前景預測報告

  在激烈的市場競爭中，企業(yè)及投資者能否做出適時有效的市場決策是制勝的關(guān)鍵。眼科醫(yī)療器械行業(yè)研究報告就是為了解行情、分析環(huán)境提供依據(jù)，是企業(yè)了解市場和把握發(fā)展方向的重要手段，是輔助企業(yè)...

戴俊彪在接受媒體采訪時表示，“利用SCRaMbLE 系統(tǒng)，我們可以在短時間內(nèi)快速地讓合成的酵母染色體發(fā)生重新排列，這在傳統(tǒng)基因組進化過程中是需要很多很多年的時間。”

如何避免“重組”死亡

不過，這樣徹底“打亂”后爆發(fā)式般的重組帶來的菌株快速進化方式略顯粗暴。

《自然?通訊》此番就酵母合成染色體重排成果還同時發(fā)表了一篇評論，評論中即指出，刪除或增強某些基因可能是致命的。戴俊彪也提到這一問題，“如果是單倍體酵母的話，一旦把重要的基因去掉有可能就不能活了?！?/p>

在最新的研究中，就SCRaMbLE系統(tǒng)帶來的大量重組或?qū)⒁l(fā)的致死問題也進行了改進設(shè)計。

Boeke和他的同事試圖解決這一問題 ，他們將合成染色體和野生型染色體混合。戴俊彪介紹，“之前所有的文章在做基因重排的時候，都是基于釀酒酵母的單倍體菌株，所謂的單倍體就是它只有一套染色體，從1號到16號?！?/p>

Boeke等人在一條是合成型、另一條是野生型的異源二倍體菌株里面去誘導SCRaMbLE重排?！斑@個好處就是因為有野生型染色體的存在，即使另一條合成染色體發(fā)生了很大的重組，很多細胞還是可以存活的?！?/p>

研究證明，二倍體的“后代”比單倍體菌株生命力更“頑強”。例如，在42攝氏度的條件下，酵母仍然能生長，在高咖啡因水平暴露中也能繼續(xù)存活。

人類基因組合成還有多遠

據(jù)戴俊彪介紹， Sc2.0項目需要完成的16條酵母染色體的合成目前完成了90%左右?！拔覀兿Ｍ?018年年底把所有的片段都能合成完。”

然而，Boeke等人更宏偉的另一項計劃、早在2016年6月就宣布啟動的 “人類基因組編寫計劃”（ GP-write）進展又如何？這一計劃意味著“人造生命體”最終觸及人類。

據(jù)媒體報道，需要籌資1億美元的GP-write項目因目標過于宏大受到爭議而得不到任何資金支持。Boeke等發(fā)起者們迫于壓力不得不優(yōu)先提出一個“縮減版”項目：合成防病毒感染的人類細胞。

戴俊彪積極推動的“國際基因組編寫計劃?中國”（ GP-write China）也已于2017年12月2日在深圳正式啟動。

針對GP-write項目的可行性，戴俊彪表示，“我覺得GP-write很重要，但是現(xiàn)在很難拿出一個很現(xiàn)實的方案去執(zhí)行。”在戴俊彪看來，合成整個人類基因組不僅僅是單純?yōu)榱撕铣啥铣?，“這只是證明合成和原來一樣的基因組的能力?！?/p>

既然如此，下一個問題就是引入設(shè)計?！耙馕吨阋湃胍粋€什么樣的設(shè)計在里面？這是整個GP-write項目一直在探討的，你希望人類基因組里面的設(shè)計原則是什么，你希望改變什么？”

除了設(shè)計之外，技術(shù)是GP-write項目的另一項挑戰(zhàn)?！拔覀儸F(xiàn)在的技術(shù)水平去實現(xiàn)30億個堿基對是很難的，甚至包括把一個大的片段DNA放進一個人類細胞里面去也是很困難的。”戴俊彪提到。

當然資金問題也的確存在。戴俊彪表示，“雖然合成成本在不斷下降，但乘上30億以后也是非常大的數(shù)字。我們能不能發(fā)展出一套新的合成技術(shù)，把基因合成的成本降2個數(shù)量級甚至3個數(shù)量級？那我們就可以真正去做這些事情了。”目前，在大量合成情況下，合成成本基本在每個堿基需要5美分-8美分。

戴俊彪強調(diào)，“整個GP-write是一個大的目標，我們希望借助這樣一個大的目標去推動其他事物，比如提高設(shè)計、提高技術(shù)，這才是它最大的貢獻。”

至于GP-write China，戴俊彪提到，“我們現(xiàn)在正在確定到底該怎么樣去做，是不是直接去做人類的，還是去做其他生物的。我們希望有一個適合中國這樣一個大研究背景下的基因組設(shè)計?！?/p>

就目前研究的酵母染色體合成工作而言，戴俊彪表示，“后續(xù)我們實驗室希望能對釀酒酵母的基因組有一個更深層次的設(shè)計，現(xiàn)在Sc2.0做的研究僅僅是基于野生型做了一些小的修改”戴俊彪提到，Sc2.0目前對整個基因組的結(jié)構(gòu)、基因排列的順序、基因的位置，以及基因的調(diào)控元件等并沒有做任何變化。

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