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科技创新

中国合成生物学家创建世界首例人工单染色体真核细胞

来源:环宇视展2019-06-30 10:221329

  央视网消息(新闻联播):经过四年研究攻关,中国科学院研究团队与国内多家单位合作,在国际上首 次人工创建了单染色体的真核细胞,这也是继人工合成结晶牛胰岛素之后中国科学家在合成生物学领域取得的又一重大突破。这一成果今天( 2日)在国际学术期刊《自然》在线发表。

自然生命体分为含有多条染色体的真核生物和仅含一条染色体的原核生物,研究团队以具有十六条染色体的单细胞真核生物——酿酒酵母 为原型,通过十五轮染色体融合,成功创建了只有一条染色体的酿酒酵母菌株,这也是国际首例人造单染色体真核细胞。

合成生物学是近20年来新兴的交叉学科,主要是将工程学概念引入到生物学中来,设计并创造新的生物分子乃至新的生物。染色体携带了 生命体生长与繁殖的遗传信息,酿酒酵母有1/3的基因与人类基因同源,是研究染色体异常的重要微生物模型。这一通过合成科学策略取得的 研究成果,不仅揭示了染色体三维结构与实现细胞生命功能的全新关系,还提供了一种更加简单的生物模型,对人类遗传疾病的研究和防治具 有重要意义。

中国“创造”世界首例单条染色体真核细胞

中科院研究团队在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞,是继原核细菌“人造生命”之后的一个重大突破。北京时间8月2日,该 成果在国际知名学术期刊《自然》在线发表。
  历经4年,通过15轮染色体融合,中科院分子植物卓越中心/植生生态所覃重军研究团队与合作者采用工程化精准设计方法,成功将天然 酿酒酵母单倍体细胞的16条染色体融合为1条,染色体“16合1”后的酿酒酵母菌株被命名为SY14。
  经鉴定,染色体三维结构发生巨大变化的SY14酵母具有正常的细胞功能,除通过减数分裂有性繁殖后代减少外,SY14酵母表现出与野生型 几乎相同的转录组和表型谱。从而颠覆了染色体三维结构决定基因时空表达的传统观念。
  此外,单条染色体真核细胞的“诞生”,突破了人们对于真核生物和原核生物界限的传统认知。
  自然科研机构中国区总监保罗·埃文斯表示,这些酵母菌株也可成为研究染色体生物学基本概念的强大资源,包括染色体的复制、重组和 分离等,这些都是生物学领域长期以来十分重要的主题。

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