速递｜重大突破！拥有最小基因组的人造生物问世
▎药明康德/报道
今天，《Science》杂志上报告了生物技术专家 Craig Venter 博士领导的研究小组设计并合成了迄今已知最小的基因组微生物。虽然大多数细菌有4000到5000个基因来控制它们所有的生命过程，这个人造细胞 JCVI-syn3.0 仅含有473个基因，这个基因组所含基因比任何已知的天然生物都少。
在这个引人注目的合成生物学研究领域，大多数研究者采用在现有的微生物体内删除特定基因的手段来试图减小基因组，然后测试该生物是否还能正常生长和繁殖。结合这个传统上的方案，Venter 研究小组定下了颇具雄心的目标：他们从头开始设计并建立一个最小化的基因组。通过化学合成的途径，Venter 研究小组将构建的人造基因组植入到合适的细胞学环境中，测试能否诞生一个新的生命体。六年前，他们合成了一个生物体基因组，命名为JCVI-syn1.0（JCVI 缩写代表 J. Craig Venter Institute），然后 JCVI-syn1.0 被移植到另一个微生物细胞里面取代原有的遗传物质。 这在当时是最大的DNA合成片段，并是第一个足够精确替代细胞源生型遗传物质的合成DNA。这为构建最小基因组合成生物奠定了基础。
几番艰辛探索后，Venter 研究小组逐步筛选重组，将 JCVI-syn1.0 升级到了JCVI -syn3.0， 并人工合成了拥有531000个碱基对的极小生物体。自然界中的当前记录保持者是一种寄生型生殖支原体，拥有580000个碱基对。“它没有什么神奇的，就是活着，吃着，并且自我复制。” Craig Ventr幽默地说，“但它好歹是历史上的第一个被设计而成的最小生物体。”JCVI-syn3.0代表了合成生物学的巨大成功，其目的是生物学家逐渐能像工程师利用金属和硅一样，随心所欲地构建并改造生命体。
“如何完全定义什么是生命？这一最基本的科学难题又向前迈出了巨大的一步。”1993年诺贝尔生理医学奖获得者，现任新英格兰生物实验室首席科学官Richard Roberts爵士赞扬道。
利用这项技术，合成生物学很明显在将来会有广泛的应用前景。比如说， 利用细胞工程来产生新的代谢途径以分解污染物。同时，在生物能源燃料以及农业技术方面，人工基因组合生物学成也会大有用武之地。
参考资料：
[1] Scientists Create Bacteria with the Smallest Known Genome.
[2] Craig Venter Just Hacked Bacteria To Have The Smallest Genome Possible.
[3] Design and synthesis of a minimal bacterial genome. Science 25 Mar 2016: Vol. 351, Issue 6280, DOI: 10.1126/science.aad6253