半人工合成酵母成功研製

國際人工合成酵母基因組計劃研究團隊日前發佈消息稱，研究人員在實驗室中成功製造出一半天然、一半人工合成的酵母菌株，這種酵母菌株含有七點五條人工合成的染色體，不僅存活了下來，還能像天然酵母菌株一樣進行複製。

酵母是一種單細胞真菌，並非系統演化分類的單元。國際人工合成酵母基因組計劃研究團隊由中、美、英、法等多國研究機構參與，是人類首次嘗試改造並從頭合成真核生物，旨在重新設計並合成釀酒酵母的全部十六條染色體。此前，該項目的研究機構已將釀酒酵母的十六條染色體全部合成成功，並創造出十六種部分合成的酵母菌株，每株含有十五條天然染色體和一條合成染色體。

研究人員將這些部分合成的酵母菌株雜交，在子代中尋找攜帶兩條合成染色體的個體。在整合合成染色體時，研究團隊發現了一些遺傳缺陷，這些缺陷在只攜帶一條合成染色體的酵母菌株中是看不見的。通過使用基因編輯等技術方法，研究人員修復了部分缺陷，並對合成酵母進行了改善。然後培育出來的子代菌株再加入另一條合成染色體，以此類推。他們最終得到了一種擁有七點五條合成染色體的酵母菌株，該酵母菌株具有和天然酵母菌株一樣的生存和複製能力。

研究人員認為，這一成果開啟了工程生物學新時代——從修補少數基因到從頭設計和構建整個基因組。接下來，該項目中的研究機構將努力把剩餘的合成染色體也整合到酵母菌株中。

據悉，酵母是研究真核生物生命活動的經典模式生物，被廣泛應用於生物降解、食品加工、醫藥等領域。半人工合成酵母基因組可幫助學界更好地理解人類等高等真核生物的基因功能和調控機制。華大生命科學研究院作為中國主要參與單位之一，在整體項目中聯合合作單位承擔了酵母二號、七號、十三號染色體的從頭設計與全合成。以七號染色體研究項目為例，華大生命科學研究院科學家沈玥介紹，研究團隊基於合成型酵母，構建酵母非整倍體疾病模型，揭示出非整倍體表型恢復的兩種途徑，並發現在表型恢復過程中起到關鍵作用的基因。值得一提的是，通過七號染色體從頭設計與全合成，華大生命科學研究院聯合英國曼徹斯特大學等構建出合成型酵母非整倍體疾病模型，為染色體異常疾病的研究提供了新策略。此外，還構建出一條全新tRNA染色體，獲得合併多條合成染色

體菌株。

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