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重新设计大肠杆菌遗传密码获成功

来源:中国科技网 2016-08-22 09:31

重新设计细菌微生物基因组具有深远意义。美国哈佛医学院带领的一个研究团队在19日《科学》杂志上发表论文称,他们成功改变了大肠杆菌细胞内3.8%的碱基对,使之具有不同的功能。

据科学美国人网站报道,研究人员用能产生相同蛋白质的同义密码子(组成各种氨基酸的三联核苷酸序列)替代了原来大肠杆菌64个遗传密码子中的7个,合成了55个基因片段(每段由5万个碱基对组成),重新编码了大肠杆菌的基因组。经测试证明,大肠杆菌基本基因91%的功能被保留,并具有一定的适应性。但还未能将这些片段组成一个正常运作的大肠杆菌。带领该研究的哈佛医学院合成生物学家乔治·丘奇说:“这证明了从根本上重新设计细菌是可行的。”

以往研究表明,对大肠杆菌中的单个氨基酸重新编码是可行的,因此能给他们加入一些自然界没有的氨基酸,使其拥有更强的抗病毒能力;还可以让他们只能用合成氨基酸来培养,逸出实验室就无法生存。

研究人员指出,这一成果向设计新的生物属性迈出了重要一步,同时也可看作是人类基因组编写计划的雏形。该计划旨在合成完整的人类基因组。

耶鲁大学纽海文分校合成生物学家法伦·艾萨克说:“将密码子从64个减少到57个,与自然界的大肠杆菌已有了很大不同,这证明通过重编基因组,从生物中提取出全新的功能和属性是可行的。”他并未参与这项计划。

丘奇实验室研究人员马克·拉乔伊说:“这项研究的规模前所未有。这是迄今造出的最大合成基因组,也是功能上改变最大的。”

目前,研究团队正努力把他们重新编码的大肠杆菌片段拼起来,成为一套连续的基因组,然后测试这个重新构建的生物能否有生命。丘奇说,这要花多长时间还不清楚,但据实验室成员估计,可能要4个月到4年时间。

总编辑圈点

生物学家有时也是生命设计师。他们为减少病毒传播重新设计了蚊子,现在又重新设计了大肠杆菌。而设计细菌的意义毫不逊色于前者,因为光我们肠道内寄生的细菌就数以万亿计,他们与人类健康息息相关。话说回来,生命如此神圣,设计生命哪能任性。对于造福人类的设计,应支持设计师们早点动手,而像设计婴儿这样有争议性的方案,咱们不妨考虑清楚再做决定。(生物谷Bioon.com)

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