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中国科学家4篇论文齐上《科学》封面 离“再造生

栏目:产业    来源:网络整理    时间:2017-12-24 18:52    

中国科学家代表,自左至右依次为:李炳志、戴俊彪、杨焕明、元英进、沈玥。赵永新 摄

  浙江在线杭州3月10日讯(浙江在线编辑 冯一伦)我国科学家利用化学物质合成了4条人工设计的酿酒酵母染色体,标志着人类向“再造生命”又迈进一大步。研究结果10日以封面文章的形式在国际知名学术期刊《科学》发表,我国也成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。

  研究过程中突破多项关键核心技术

  由天津大学、清华大学和华大基因分别完成的这4篇长文,介绍了生物合成研究的最新突破:完成了4条真核生物酿酒酵母染色体的从头设计与化学合成——要知道,酿酒酵母总共有16条染色体,此前国际同行奋斗多年才发现了1条。

  来自天津大学、清华大学和深圳华大基因研究院的研究人员介绍,该研究利用小分子核苷酸精准合成了活体真核染色体,首次实现人工基因组合成序列与设计序列的完全匹配,所得到的酵母基因组具备完整的生命活性。

  “如果说基因组测序是‘读懂生命密码’,基因组合成就是在‘编写生命密码’,从读到写,是一个巨大飞跃。”中国科学院院士杨焕明说。

  在合成染色体的过程中,他们还突破了生物合成方面的多项关键核心技术,比如:突破合成型基因组导致细胞失活的难题,设计构建染色体成环疾病模型,开发长染色体分级组装策略,证明人工设计合成的基因组具有可增加、可删减的灵活性,等等。这些技术将帮助在全世界的生命科学研究和相关实际应用中大显身手,其价值不可估量。

  国内外同行指出,这是继合成原核生物染色体之后的又一里程碑式突破,有望开启人类“设计生命、再造生命和重塑生命”的新纪元。

资料图

  进一步奠定了我国在合成生物学领域的国际地位

  2010年,美国科学家首次将人工合成的基因组植入一个原核细菌,开启了化学合成生命的研究大门。天津大学化工学院教授元英进告诉记者,原核生物基因组虽已合成成功,但其染色体相对简单,动物、植物、真菌等真核生物具有多条线性染色体,生命形式更复杂丰富,我国科学家在此次研究中解决了一系列科学难题。

  研究中,基因组实际序列与设计序列的精确匹配至关重要。清华大学生命科学学院研究员戴俊彪说,研究人员创建了基因组缺陷靶点快速定位与精确修复方法,确保化学合成的基因组具有高度的生命活性。

  “2000年公布的人类基因组测序,中国只承担了百分之一的工作,这次我们完成了酿酒酵母染色体合成的四分之一,可以说是中国在合成生物学领域取得的突破性成果,进一步奠定了我国在这一领域的国际地位。”杨焕明说,“两相比较,不难看出我们在生命科学研究领域的巨大进步。在酿酒酵母设计与合成研究中,我们已由‘跟跑’转为‘并跑’,今后‘领跑’也不是不可能。”

  这些突破性成果的背后,则是中国的科技工作者“咬定青山不放松,立根原在破岩中”,不懈进行科学探索的精神。天津大学青年教师、国家优青获得者、此次2篇学术论文的共同第一作者李炳志深有感触,“科技工作者要耐得住寂寞,坐得住冷板凳,用‘十年磨一剑’的劲头来治学。谢泽雄和吴毅多年来没有发表过任何相关文章,这是他们自本科至今发表的第一篇研究论文。”

  【延伸阅读】

  《科学》(英语:Science)是美国科学促进会出版的一份学术期刊,为全世界最权威的学术期刊之一。该杂志于1880年由爱迪生投资1万美元创办,于1894年成为美国最大的科学团体“美国科学促进会”的官方刊物。全年共51期,为周刊,全球发行量超过150万份。《科学》的主要关注点是出版重要的原创性科学研究和科研综述,此外也出版科学相关的新闻、关于科技政策和科学家感兴趣的事务的观点。

  (综合新华社、人民日报、天津大学新闻网消息)

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