“人造生命”重大突破 中国科学家首创人造单染色体真核细胞

新华社上海8月2日电(记者孙子发)继2010年美国科学家创造了世界上第一个“人工生命”之后，中国科学家在“人工生命”方面又取得了重大突破，这是世界上第一个人工创造出单染色体真核细胞。北京时间8月2日，国际知名学术期刊《自然》在网上发布了这一合成生物学领域的标志性科研成果。

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图为研究员覃重军观察一溴酵母的生长情况(数据图)。

中国科学院当天在上海举行了关于“世界上第一个人工一溴体真核细胞研究结果”的新闻发布会。据说，2010年，美国科学家克雷格·文特尔(J.Craig Venter)和他的研究团队在《科学》杂志上报道说，世界上第一个“人工生命”——由人工化学合成的与天然染色体序列几乎相同的支原体原核——引起了轰动。

八年后，中国科学院分子植物科学研究中心覃重军合成生物学重点实验室/植物生理生态研究所的研究团队和合作者完成了单细胞真核生物酿酒酵母的人工创造，其天然的16条染色体整合成一条功能完整的染色体。这项完全由中国科学家独立完成的研究表明，自然和复杂的生命系统可以通过人工干预来简化，自然生命的界限可以被人类打破，甚至可以人工创造出自然界中不存在的全新生命。

图为研究员覃重军在新闻发布会上介绍科研成果。由中国新闻社记者孙子发拍摄

自然生物分为真核生物和原核生物。真核生物包含多条线性结构的染色体，而原核生物通常只包含一条环状结构的染色体。研究人员覃重军大胆假设，真核生物也可以用一条线性染色体装载所有遗传物质，完成像原核生物一样的正常细胞功能。从那以后，覃重军研究小组已经把酿酒酵母作为原型，这是一种有16条染色体的单细胞真核生物。经过4年的攻关和15轮染色体融合，最终成功培育出一条染色体编码为SY14的酿酒酵母菌株，也成为世界上第一个人工单染色体真核细胞。

覃重军在新闻发布会上说，研究小组通过对SY14的代谢、生理和生殖功能及其染色体的三维结构的深入鉴定发现，尽管人工创造的一条线性染色体的三维结构发生了很大变化，SY14酵母具有正常的细胞功能，即把16条染色体上的所有遗传信息放在一条染色体上就可以看到染色体结构的巨大变化，但细胞生长与原始细胞相同，功能也几乎相同，这意味着人工创造了一个简化的活体。

图为研究员覃重军在新闻发布会上介绍研究过程。由中国新闻社记者孙子发拍摄

覃重军指出，酿酒酵母是研究染色体异常的重要模型。其三分之一的基因与人类基因同源，有23对染色体，而端粒是线性染色体末端的保护结构。人类的早衰与染色体的端粒长度直接相关，而端粒缩短也与许多疾病如基因突变和肿瘤形成有关。因此，与天然酵母的32个端粒相比，该研究小组人工创造的单个线性染色体只有2个端粒，这将为研究人类端粒功能和细胞衰老提供一个很好的模型。

图为覃重军研究小组讨论实验进展(数据图)。中国新闻社

业内专家表示，覃重军研究小组通过人工修饰，以一种全新的简化形式展示了天然而复杂的酵母染色体。加上中国科学家参与的酵母染色体全人工合成，是继上个世纪人工合成晶体牛胰岛素和tRNA(反式核糖核酸)之后，中国科学家在合成生物学领域的又一重大科学突破，将为人类研究生命本质开辟一个新的方向。

中国自然科学研究中心主任保罗·埃文斯(Paul evans)评论说，中国作者最近发表的世界上第一个人造单溴体真核细胞的研究成果，显示了中国在建立可持续的科学研究生态系统方面的投资和巨大努力，这也有利于基础研究的发展和对生命基本问题的探索。