举国同贺!中国科学家在生物革命领域实现重大突破,利用化学物质合成了4条人工设计的酿酒酵母染色体,国际顶级学术期刊《科学》于北京时间3月10日凌晨三点以封面的形式刊登了这项研究成果。中国成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。
生物科学是当今世界自然科学的热点和重点,是未来经济发展的新动力,科学家一直致力于生物科学技术的研究,合成生物学是继“DNA双螺旋发现”和“人类基因组测序计划”之后,以基因组设计合成为标志的又一次突破。实现了基因组“读与写”的贯穿。
基因组结构复杂,不断变换
基因组总是处于不断变化的状态中:它们很容易缺失、复制和插入;一直在重组和重排;也容易遭受由自体遗传元件如转座元件的侵入和破坏。 这些许多的变化都受自然选择的影响,导致基因组的组织构成不是基于效率或空间经济原理,而是取决于生物体的演化历程。
细菌、病毒等原核生物的基因组相对简单,而动物、植物、真菌等真核生物的基因(DNA)既丰富又复杂,通常会包含数亿甚至数十亿碱基对信息。同时,作为遗传物质的DNA通常被分配到不同的染色体中,而这些染色体又深藏在细胞核的特定区域。所以,合成一个真核生物的基因组是一项非常艰巨的任务。
中国科学家攻克难题,再创佳绩
中国科学家完成了4条真核生物酿酒酵母染色体的从头设计与化学合成——酿酒酵母总共有16条染色体,此前国际研究团队奋斗了多年,才发现了1条。在合成染色体的过程中,中国的科学家还突破了生物合成方面的多项关键核心技术,比如:突破合成型基因组导致细胞失活的难题,设计构建染色体成环疾病模型,开发长染色体分级组装策略,证明人工设计合成的基因组具有可增加、可删减的灵活性,等等。这些技术将帮助在全世界的生命科学研究和相关实际应用中大显身手,其价值不可估量。
此次研究意义何在?
华大基因理事长杨焕明院士说,合成生物学(Synthetic Biology)是继“DNA双螺旋发现”和“人类基因组测序计划”之后,以基因组设计合成为标志的第三次生物技术革命。
酿酒酵母是生物遗传学研究的一个重要模式生物。以合成型酿酒酵母染色体为研究对象,可以加快在基因组重排、环形染色体进化领域的研究进度,为人类环形染色体疾病、癌症和衰老等提供研究与治疗模型。
在酿酒酵母设计与合成研究中,中国已由“跟跑”转为“并跑”,今后更有望“领跑”。
此次研究的重大成果,对国家乃至整个世界有着不可言说的意义,于元素商城也是如此,元素商城一直不断前进,为科研工作者和广大师生教授们提供的一流的化学产品、试剂和耗材,为祖国科研、国家进步做贡献。元素商城热忱为您服务,欢迎您的到来。