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浙江墻體廣告策劃 當談到基因組的大小時,一種被稱為衣笠草的稀有日本植物無疑是當下的重量級冠軍——其脫氧核糖核酸(DNA)數量是人類的50倍。而在天平的另一端,一個新的輕量級紀錄保持者現在誕生在美國加利福尼亞州的一個培養皿中。在3月25日出書的《科學》雜志中,由基因組測序前驅Craig Venter帶領的研討人員陳述稱,他們規劃并制作出一種在自在生物體中具有最小基因組,以及起碼基因的細菌,但卻仍然具有自我復制能力。
這種被稱為Syn 3.0的新有機體的基因組僅留下了生存和繁衍所必需的473個基因。相比之下,人類的基因數量超越2萬個。哈佛大學組成生物學家George Church標明:“這是一項創作?!笨茖W家以為,這是生命科學范疇的突破性發展,將有助推動對生命奧妙的認知。
微生物流線型的遺傳構造激起了進化生物學家和生物技術專家的興趣,他們預期一個接一個地增加基因便可以研討這些基因的效果。劍橋市麻省理工學院組成生物學家Chris Voigt標明:“這是創立一個基因組被完好界說的活體細胞的主要步驟。”可是Voigt和別的科學家指出,現在間隔完好界說仍然還很悠遠,這是由于Syn 3.0有149個基因——大約為1/3——仍然不知其功用為何。研討人員的首要任務是探究這些基因在生物體中扮演的人物,然后有望為對于生命的根本生物學帶來新的知道。
就像Syn 3.0的名稱所暗示的,它并非Venter制作的首個組成生物體。Venter說:“咱們的研討標明,生命是如此雜亂,即便是最簡略的有機體也是如此。”Venter標明,要回答生命的根底疑問,僅有辦法是取得最簡略的基因組;而要達到這個意圖,僅有辦法可能是人工組成基因組。因而他們從1995年開端盡力,其間僅由于參加首個人類基因組測序作業而短暫中斷。
2010年,Venter的研討團隊陳述說,他們組成了絲狀支原體的單獨染色體(被稱為Syn 1.0),并將其移植到另一種山羊支原體中。經過幾回失利的測驗,研討人員終究發現,這種組成的微生物可以正常生成蛋白質。
在當時的作業中,Venter與J. Craig Venter研討所的Clyde Hutchison等人經過剝離Syn 1.0攜帶的不必要的基因,然后測驗斷定生命所需的最小基因集合。
研討人員開端分為兩個團隊,每個團隊都有一個一樣的任務——使用一切可用的基因組常識規劃一種具有假定最小基因組的細菌染色體。隨后兩者被組成并移植到山羊支原體中,然后看看是不是會生成一個有活力的生物體。
“最大的新聞是咱們失利了。我很驚奇?!盫enter說,“咱們當時的生物學常識尚不足以規劃并構建一個活的有機體?!?
所以,研討人員在首個組成細胞的根底上,不斷測驗刪去其基因組中不必要的基因,終究把Syn 1.0中901個基因刪去約一半,只剩下473個基因,即Syn 3.0。
Venter標明,Syn 3.0的基因組還可進一步簡化,刪掉一些與維持生命無關的基因,但這些基因影響生長速度,刪去后細胞數量增加極其緩慢,無法用于試驗意圖。
至于這項作業帶來的啟示,Venter說,一個啟示即是知道生命要從整個基因組視點歸納來看,而不是獨立的基因。“生命更像一個交響樂團,而不是短笛演奏家”。這一理論相同適用于人類基因組,由于他們發現人類大都疾病表現受整個基因組上突變的影響,而不是單個基因。
這項研討成果將有望應用在多個范疇,包含生物化學、營養學、農業以及生產新藥物與生物動力等。“我以為這是一個新時代的開端,”Venter說。
Venter標明:“咱們還不能說這即是終究的最小基因組?!钡浆F在,Syn 3.0絕對是這個世界上新的輕量級冠軍。
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