科學家制造出“穩定”的半合成有機體

　　由美國斯克里普斯研究所領導的一個研究小組近日宣布，他們通過優化人工堿基等途徑，制造出“穩定”的半合成有機體，對未來的生物醫療開發具有重要意義，也朝著創造新生命形式邁出重要一步。

　　“我們讓這個半合成有機體更加像生命，”負責這項研究的斯克里普斯研究所教授弗洛伊德·羅梅斯伯格23日在一份聲明中說。研究發表于美國《國家科學院學報》上。

　　自然界生命多姿多彩，但所有這些生命的遺傳物質僅由4個堿基構成，分別是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鳥嘌呤(G)，其中A與T，C與G分別配對。

　　2014年，羅梅斯伯格等人宣布，他們制造出兩個相配對的人工堿基X與Y，并將這個新的堿基對成功插入大腸桿菌的DNA(脫氧核糖核酸)中，制造出第一個半合成有機體。

　　人工堿基研究被美國《科學》雜志評為2014年十大科學突破之一。但不足在于，所制造的半合成有機體生長緩慢，而且非自然堿基X與Y無法永久性傳遞下去，會隨著細胞的分裂很快消失。

　　羅梅斯伯格等人介紹了新研究的三大改進。首先，他們優化了所使用的核苷酸轉運工具，加快了大腸桿菌的生長速度，并在分裂時容易保留堿基X與Y；第二，人工堿基Y獲得優化，更容易在DNA復制過程中被合成DNA分子的酶識別，從而讓細胞更容易復制人工堿基對；第三，研究人員利用最新基因編輯工具CRISPR-Cas9開發了一個查錯工具，它會把不含X與Y堿基對的基因序列視為外來入侵者，這樣不含X與Y堿基的細胞將被銷毀。

　　實驗結果顯示，優化后的半合成有機體細胞分裂60次后依然保持有X與Y堿基。羅梅斯伯格據此認為，他們的改進措施讓半合成有機體細胞在分裂過程中能無限保留兩個人工堿基。

　　他強調，這項工作使用的是單細胞生物，而不是更復雜的有機體。所制造的半合成有機體的實際應用目前還是零，只能用來存儲基因信息，但將來可用于幫助創造單細胞有機體的新功能，從而在新藥研發等方面發揮重要作用。

　　研究人員在論文中寫道，這項工作是創造具有完全非自然屬性與特征的有機體工作的一個起點，穩定的半合成有機體“可能為實現合成生物學的中心目標奠定基礎，即創造新的生命形式與功能”。