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科学家迈向创造人工生命跨出了一大步

时间:2023-01-27

设计生物即将来临。染色体是携带基因的分子结构物。藉由成功合成16个酵母染色体中的6个,科学家在迈向发展复杂的人工生命,跨出重要的一步。这意味着他们

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设计生物即将来临。

染色体是携带基因的分子结构物。藉由成功合成16个酵母染色体中的6个,科学家在迈向发展复杂的人工生命,跨出重要的一步。

这意味着他们在从零开始、做出自己的订制型酵母基因组的道路上,超过了3分之1。在实验室制造生命形式的领域发展上,这是一个重大时刻。

这项研究是由合成酵母基因组计划(Synthetic Yeast Genome Project)的数百名科学家来进行,他们估计人工酵母基因组可以在明年完成。

来自哈佛大学、没有参与这项研究的遗传学家George Church告诉美国流行科技网誌Gizmodo的Kristen V. Brown:“这是非常令人兴奋的。”

“他们已经着手处理一些最难的事情,其他3分之2的酵母基因组将会更快速地来进行。”

近年来,由于CRISPR-Cas9的技术,科学家在编辑DNA方面取得了重大跃进,使得他们能够做到像是阻止苹果变成褐色,以及藉由编辑人类细胞中的病毒,来预防艾滋病毒再感染等等事情。但这一次,目标是在实验室里制造出一个完整的单细胞生物。

要澄清的是,离最终目标还有很长的路要走,但这项研究让我们更接近目标,因为科学家正逐步学习如何有效地编写可以做出一个有功能的人工生物的代码。

类似的事情之前在生殖器霉浆菌(Mycoplasma genitalium)做过,但这次的酵母基因组是更加复杂。

如果这个团队成功的话,它会是第一个要合成的真核生物基因组,和动物与植物所属的生物领域相同,这个领域的细胞含有细胞核和其他的膜结合细胞器(organelle)。

这个过程涉及到从形成DNA的4个化学基本要素,腺嘌呤(adenine)、胞嘧啶(cytosine)、鸟嘌呤(guanine)和胸腺嘧啶(thymine),来做出酵母染色体。在每个阶段,自然染色体被小心地换成实验室做出的染色体,然后测试这个酵母,来看它是否仍然有应该有的功能。

透过一个名为BioStudio的先进电脑程式,使得这一切变得可能。在进入到下一个阶段之前,程式中任何的’错误’,都会被确定并修复。

来自纽约大学医学院(New York University School of Medicine)的计划领导人Jef Boeke对美国国家公共广播电台(NPR)解释:“你要这样说也行,我们实质上是在一个21世纪版本之类的作业系统,对活的酵母细胞做交换代码。

这个过程最终让科学家能够做出更多的事,比做出的酵母下令来做还要多很多。希望未来的设计者设计的生物可以被当作微小的订制型工厂,抽出药物来治疗疾病,以及生产不同类型的生物燃料。

有一天,它也可能让我们能够开发出完全不同类型的酵母,可以在各种环境中生存,或是具有特定的特徵。

现在,这些科学家的目标是产生自己的酵母染色体,和自然酵母染色体相同但做了一些调整;例如交换基因使DNA更容易编辑,以及取出任何多余的代码。

Boeke告诉美国国家公共广播电台:“一句来自Feynman物理学讲座的Richard Feynman重要引述是:『我不能创造的东西,我就无法了解。』我想你会说,这是我们这个领域的座右铭。”

这项研究的7篇论文发表在科学(Science)期刊。

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