人造生命，無(wú)論其對(duì)于倫理學(xué)來(lái)說(shuō)具有多大的爭(zhēng)議性，但是對(duì)于基礎(chǔ)科學(xué)研究的科學(xué)家來(lái)說(shuō)，具有極大的吸引力，上周引起諸多爭(zhēng)議的美國(guó)生物學(xué)家Craig Venter宣布開發(fā)出了*個(gè)由一個(gè)合成的基因組所控制的細(xì)胞，這代表著世界上*人造生命細(xì)胞的誕生，是人類科學(xué)歷*的一個(gè)突破性成果。這一研究成果公布在Science雜志上，Nature雜志同時(shí)也就這一成果采訪了8位專家。

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Craig Venter博士已經(jīng)為這個(gè)目標(biāo)奮斗了十幾年，他參與的一些項(xiàng)目正在利用合成生物學(xué)生成細(xì)菌，把煤轉(zhuǎn)變成清潔天然氣，并把吸收二氧化碳的藻類轉(zhuǎn)變成碳?xì)浠衔锶剂稀：铣缮飳W(xué)的其他潛在應(yīng)用方式包括生產(chǎn)醫(yī)藥和疫苗的新方法。

在這項(xiàng)研究中，Craig Venter博士等人通過(guò)化學(xué)的方法合成了蕈狀支原體（Mycoplasma　mycoides）的基因組，然后將其植入到與它親緣關(guān)系很近的細(xì)菌山羊支原體（Mycoplasma　capricolum）的細(xì)胞里，獲得了全新的蕈狀支原體，植入的基因組能調(diào)控這一細(xì)胞，新移植的基因組取代原基因組發(fā)揮作用，把寄主細(xì)菌轉(zhuǎn)變成蕈狀支原體。這一新產(chǎn)生的生命能自我生長(zhǎng)，繁殖，此次重塑的DNA片段包含850個(gè)左右的基因，盡管在移植的細(xì)菌中有14個(gè)基因被刪除或遭到中斷，但其中包含有添加的DNA序列使其成為區(qū)別于自然基因組的“水印”，看上去仍然像是正常的絲狀支原體細(xì)菌，并只能產(chǎn)生絲狀支原體的蛋白質(zhì)。

（來(lái)自《每日郵報(bào)》）

這個(gè)研制的合成細(xì)胞被稱為合成兒（Synthia），Craig Venter博士等人希望還能設(shè)計(jì)出更新穎的基因組，使得含有這些基因組的細(xì)菌能夠完成特別的任務(wù)以幫助解決能源、環(huán)保或其它的問(wèn)題。利用這種方法所有生命的基礎(chǔ)機(jī)，并通過(guò)遺傳工程的方法來(lái)制造有專門配置的可生產(chǎn)如燃油或能消解毒性廢物的細(xì)菌。

去年Craig Venter博士和Biotechnology Industry Organization （BIO）的科學(xué)家們一道發(fā)表了前期的研究成果，他們希望有朝一日能人工操縱合成基因組，的研究以細(xì)菌基因組為藍(lán)本。首先將細(xì)菌基因組提取出來(lái)，隨后轉(zhuǎn)移到酵母菌中對(duì)其進(jìn)行必要的修飾，再將其轉(zhuǎn)移到第二種細(xì)菌內(nèi)。

但是，為了將修改過(guò)的基因組移植到一種新的細(xì)菌之中，研究人員面臨一種類似外科醫(yī)生進(jìn)行器官移植的時(shí)候所遇到的一個(gè)問(wèn)題：即如何使宿主接受新的物質(zhì)。

許多細(xì)菌用所謂的“限制-修飾系統(tǒng)”來(lái)保護(hù)它們不受外來(lái)DNA的入侵。 在這些細(xì)菌中，“限制酶”自動(dòng)導(dǎo)向某些短的DNA序列并將其摧毀。 細(xì)菌通過(guò)在沿著其基因組的關(guān)鍵部位加上一種叫做甲基的化學(xué)基團(tuán)來(lái)庇護(hù)它們自己的DNA不受這些酶的攻擊。

但是，酵母菌是不用這種方法來(lái)對(duì)其基因組進(jìn)行甲基化的。 在將M. mycoides基因組移植到酵母菌中并刪除一個(gè)非必需的基因（這一過(guò)程無(wú)法在細(xì)菌之中完成）之后，研究人員采取了2個(gè)步驟來(lái)繞開他們的目標(biāo)宿主細(xì)菌M. capricolum中的限制性修飾：他們滅活了M. capricolum 中的限制酶并在該被修飾的基因仍然還在酵母菌中的時(shí)候?yàn)槠浼由狭思谆鶊F(tuán)。 接著，他們將該基因組移植到M. capricolum 之中，而后者在經(jīng)過(guò)多次的細(xì)胞分裂之后產(chǎn)生出了一種新的供體細(xì)菌M. mycoides 的一個(gè)新的細(xì)菌株。

實(shí)際上Craig Venter博士在2007年就做過(guò)相關(guān)的嘗試，但是這種嘗試一直慘遭失敗，因?yàn)楫?dāng)人造基因組被植入到寄主細(xì)胞里后，它根本無(wú)法產(chǎn)生作用。

而的這幾項(xiàng)成果確定了這種嘗試一再失敗的可能原因，并形成一種進(jìn)行這種嘗試的新方法。天然細(xì)菌基因組，例如被成功移植的那個(gè)，是通過(guò)一種被稱作甲基化作用的方法進(jìn)行化學(xué)改良的。當(dāng)它們被植入其他細(xì)胞里時(shí)，這個(gè)過(guò)程顯然能保護(hù)它們不受化學(xué)物——限制性內(nèi)切酶干擾，防止它們受到病毒毒害。然而，人造基因組并不是甲基化產(chǎn)物，因?yàn)樗仨氃诮湍钢猩L(zhǎng)，這個(gè)過(guò)程不能為它提供化學(xué)改變所需的物質(zhì)，導(dǎo)致它容易受限制性內(nèi)切酶襲擊。

因此新成果可能將成為生物學(xué)領(lǐng)域zui有效的一種工具，Craig Venter博士希望能盡快生成人造生命，這將能為創(chuàng)制新的可用于生產(chǎn)生物燃料、清理毒性廢物、碳截留或其它應(yīng)用的微生物打下了基礎(chǔ)。

不過(guò)一些科學(xué)家也對(duì)這項(xiàng)研究結(jié)果表示擔(dān)憂，害怕由于濫用這項(xiàng)技術(shù)或者實(shí)驗(yàn)室的微小失誤都將導(dǎo)致無(wú)法挽回的后果。比如在Nature的采訪中，來(lái)自波士頓大學(xué)的Jim Collins教授就表示，這項(xiàng)技術(shù)還需要更進(jìn)一步的完善。

Craig Venter博士在人類基因組研究等方面做成了不少貢獻(xiàn)，1990年，來(lái)自法國(guó)、德國(guó)、日本、中國(guó)等六國(guó)的科學(xué)家組成了一個(gè)多國(guó)合作小組開展人類DNA測(cè)序工作以揭開人類基因組之謎。zui初他們希望2005年前能夠獲得人類DNA序列的圖譜, 但是到1997年, 在耗費(fèi)了巨額資金和一半預(yù)定時(shí)間之后，多國(guó)合作小組僅完成了3%的測(cè)序工作。

與此同時(shí), Craig Venter博士創(chuàng)立了一個(gè)名為“Celera Genomics”的風(fēng)險(xiǎn)投資公司并宣稱他將在無(wú)政府投資條件下早于多國(guó)合作小組完成人類基因組計(jì)劃。就在1991年，Craig Venter開發(fā)出新的測(cè)序技術(shù)。Celera采用了如“散彈槍”等一系列新的方法并很快真的追上了多國(guó)合作小組。看到自己即將失利, 多國(guó)合作小組在美國(guó)總統(tǒng)*的撮合下開始與Celera合作, 在2000年6月完成了90%, 2001年初完成了99%的人類基因組草圖。

與多國(guó)合作小組利用的方法不同，Craig Venter博士沒(méi)有使用BAC克隆體而是將全基因組隨機(jī)切成幾千萬(wàn)片斷, 讀取每一片段的序列然后拼接它們。盡管看上去更直接，由于要比較幾千萬(wàn)個(gè)序列信息并找到重疊部分，這項(xiàng)工作需要大量的計(jì)算機(jī)工作。為解決這個(gè)問(wèn)題Celera的合作者們發(fā)明了的生物信息學(xué)（Bioinformatics）運(yùn)算法則, 從而得以短期內(nèi)趕上多國(guó)合作小組的工作。　來(lái)源：生物通
 

原文檢索：

Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome

We report the design, synthesis, and assembly of the 1.08-Mbp Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 genome starting from digitized genome sequence information and its transplantation into a Mycoplasma capricolum recipient cell to create new Mycoplasma mycoides cells that are controlled only by the synthetic chromosome. The only DNA in the cells is the designed synthetic DNA sequence, including "watermark" sequences and other designed gene deletions and polymorphisms, and mutations acquired during the building process. The new cells have expected phenotypic properties and are capable of continuous self-replication.