Science：第一個真核生物染色體合成

　　由紐約大學Langone醫學中心系統遺傳學研究所主任Jef Boeke領導的一個國際研究小組宣布，他們已經合成了第一個酵母功能性染色體，這是合成生物學領域的一項重大進步。這一研究成果公布在3月27日Science雜志上。

　　在過去的五年中，科學家們已經完成了細菌染色體和病毒DNA的構建 ，但此次的完整真核生物染色體還屬于首次報道，研究人員表明，他們的這項成果也是自1996年以來，酵母遺傳學研究領域的最重要成果之一(1996年科學家們初步繪制出了酵母完整DNA編碼基因圖譜)。

　　“我們的研究實現了合成生物學從理論到現實的轉變”，Boeke博士解釋道，這位科學家是合成生物學領域的領銜科學家，近期離開約翰霍普金斯大學加入了紐約大學Langone中心。

　　“這是有史以來構建的最廣泛可變染色體，但這項研究中真正稱得上是里程碑的還是將這一染色體整合進了一個活體酵母細胞中。我們發現攜帶這種合成染色體的酵母細胞相當正常，它們與野生酵母細胞幾乎一模一樣，不過這些細胞具有野生酵母不具備的能力。”

　　研究人員在Science雜志上公布了這項重要成果，他們報道了如何利用計算機輔助設計，建立了一個全功能的染色體，研究人員將其命名為synIII ，并成功地將這一染色體整合進啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。

　　這項研究歷時七年，構建的synIII染色體含有273 ,871個堿基對 ，比其原態酵母短(316,667個堿基對)。Boeke博士和他的團隊對這一染色體進行了500多處改變，移除了47,841個DNA堿基對重復部分，他們認為這些序列對于染色體復制和生長并無用處。

　　而且研究人員也去除了一些被認為是垃圾DNA的序列，比如不能編碼任何特殊蛋白的序列，能任意移動的“跳躍基因”片段。此外研究人員還添加或改變了一些序列，用以標記DNA(區分天然還是合成的)。

　　“改變基因組就像是在賭博，一個錯誤的變化就可以殺死細胞， ”Boeke博士解釋說。 “我們已經在染色體上作出了50,000多處的更改，但酵母菌仍活著，這非常重要，說明我們合成的染色體生命力頑強，賦予了酵母新的屬性。”

　　這項艱巨的任務是由“Build a Genome”項目中60位本科生協助完成的，這一項目是Boeke博士在約翰霍普金斯大學時發起的。研究人員將合成的DNA短片斷拼湊成 750-1000個，或更多的堿基對片段，這部分由約翰霍普金斯大學Srinivasan Chandrasegaran教授領導完成， Chandrasegaran同時也是synIII研究的主要研究人員之一。

　　這項研究是一項國際性研究成果，簡稱為Sc2.0，一些學術性研究機構參與構建了整個酵母基因組，比如中國，澳大利亞，新加坡，英國和美國的科學家。

　　酵母可以用來制造啤酒、生物燃料及藥物，當它們一旦配備了全套合成的且可變的染色體時，比如在此項研究中所設計的染色體，這種單細胞生物就可以生產出這些重要商品的更好的版本，其中包括新的抗生素或對環境更友善的生物燃料。