@ 2016.03.26 , 09:31
35

疯狂科学家利用473个基因合成细菌

合成细菌syn3.0的基因组远远少于自然界中其它更小生命。生物学家们希望它能进一步帮助我们理解生命的基本原理,并激发人类合成更多新生命。

[-]

JCVI-syn3.0(简写syn3.0)的基因由合成基因公司与J. Craig Venter研究所的研究人员们携手设计。它也被称作“极简”基因组,因为它只有473个基因,这是它维持大多数生命基本功能(包括繁殖)所需的最少基因。这一非凡成就被发表在科学期刊上。

进化生物学家们研究最小基因组能够更好地理解简单有机体演变成复杂有机体的过程。它也能被用来探索生命的核心功能,并给细胞内的重要基因分类。它还代表着合成生物学界的飞跃进步。研究人员们能够以此为基础制造出自然界中不存在的有机体,包括吃塑料和有毒垃圾的细菌、能在体内像药物一样工作的微生物和由有机成分组成的生物燃料。它还能帮助天体生物学家预测外星人可能的模样。

[-]

这一项目由生物学家Craig Venter和微生物学家Clyde Hutchison共同领导,它开始的时间可追溯至20年前人们第一次给细菌基因组测序的时候。当时生物学家们开始预测细胞和其它简单有机体的最小基因组。1995年,生物学家们认为最小的细菌细胞基因组将由256个基因组成。Venter及其同事决定测试这一假设。

六年前,他的 团队利用丝状支原体(Mycoplasma mycoides)细菌制造出了能自行繁殖的合成细菌细胞。当时,Venter将其称作第一种以计算机为父母的物种。该试验表明人们能够利用计算机设计基因组并在实验室里合成具备繁殖能力的细胞。

接下来,他们解析M. mycoides生存所需的基本要素。Venter认为他的团队只需一年时间即可完成这项工作,然而他们额外花费了四年时间才完成计划。

在工作早期阶段,他们的每个设计都失败了,因此他们决定尝试新方法。他们利用8种基因片段合成细胞,这8种基因片段会以8选7的组合接受单独测试。

[-]

他们将基因分为重要基因、次重要基因(即细胞生长所需基因但并非生命生存所需)和不重要基因,并在不扰乱剩余基因功能的情况下移除基因。

在syn3.0的473个基因中,有438个编码蛋白质的基因和35个编码注释RNA的基因。相比之下,自然界中的丝状支原体细菌拥有525个基因。研究人员们在删除基因的过程中遇到了一些麻烦,一些看起来毫无用处的基因被删除掉之后,会带来一些无法预料的问题。总的来说,研究人员们无法确定149个基因的功能,这几乎是全部基因组的三分之一。他们怀疑这些基因与编码通用蛋白质有关,但他们并不确定。

[-]

除了保留某些功能未知的基因之外,研究人员们还保留了大量细菌细胞生长所需的次重要基因。从技术上来说,研究人员们还可以进一步删除基因,但细菌细胞的生长将变得异常缓慢,不适用于科学实验。

Syn3.0代表着丝状支原体在实验室环境下能拥有的最少基因数目,但它无法在实验室之外生存。它的所有适应特性已被移除。另外,其他细菌也会拥有不同的最小基因数,这取决于细菌的生理特性和生存环境。Venter说:“最小是一种相对术语,它取决于你对细胞特性和功能的定义。因此如果你想要一个细胞保留光合作用的性能,那么它的最小基因数肯定不会是这个数字。”

[-]

无论如何,此实验的重点在于创造出科学家们能用来研究生命的基线基因组。理论上,syn3.0能够被用来打造具备定制性能的任何细胞。正如研究的共同作者Dan Gibson解释的那样,它可被用在多个领域,包括医药、生化、生物燃料、营养和农业。

Venter及其同事正在比赛,看看谁能利用最小基因组设计出最有用的微生物。与此同时,他们正在申请syn3.0及其创造过程的专利。

本文译自 Gizmodo,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


给这篇稿打赏,让译者更有动力
支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

4.0
赞一个 (14)

TOTAL COMMENTS: 35+1

  1. 兔子酱
    @1 year ago
    3095267

    卧槽- -,科学家向着灭绝人类又跨出了一大步…

    [140] XX [11] 回复 [0]
  2. 黑五
    @1 year ago
    3095269

    为什么配图是个菜花

    [17] XX [0] 回复 [0]
  3. 羊羔座的阳光
    @1 year ago
    3095291

    我会证明的,我会证明给他们看!!

    [54] XX [1] 回复 [0]
  4. 3095293

    一个基因,一个生物博士一年工作时

    [16] XX [0] 回复 [0]
  5. 大鱼
    @1 year ago
    3095294

    有些新闻不能联系起来看,比如这条和阿尔法狗。

    [32] XX [0] 回复 [0]
  6. 厚厚厚
    @1 year ago
    3095296

    看着有点恶心 想起伊藤润二《地狱星》里的某些场景

  7. 3095299

    小尺度弗兰肯斯坦

  8. 零下伊度
    @1 year ago
    3095303

    程序猿们已经不满足编写计算机编码了,准备对生物基因编码蠢蠢欲试

    [18] XX [1] 回复 [0]
  9. 3095306

    @黑五: 因为下一步计划就是让人类食用啊

  10. 游客
    @1 year ago
    3095309

    已被警方击毙

  11. 3095316

    怎么就疯狂了………………

  12. 湿羊
    @1 year ago
    3095317

    确实飞跃,脑和基因这一块要是了解了差不多了,就可以自行设计人类了。。。

  13. 黄仁勋
    @1 year ago
    3095330

    看起来毫无作用的基因难道是ECC?

  14. asdfas
    @1 year ago
    3095343

    他们怀疑这段基因蛋白和编码有关,但他们也不确定
    。。这是在作死的道路上渐行渐远啊

  15. 3095344

    这玩意被后世人称为T病毒

  16. 3095345

    这玩意被后世人称为T病毒

  17. 神响
    @1 year ago
    3095356

    论作死

  18. Xavier
    @1 year ago
    3095365

    人类早晚会到其他星球用科学的方法创造下一代,重复我们自己的历史。

  19. 3095374

    开始了,LINUX 1.0

  20. 柯萌
    @1 year ago
    3095387

    @羊羔座的阳光: 亡语:获得一张奥秘牌

  21. 路人A
    @1 year ago
    3095395

    重开瘟疫公司

  22. 扯把你
    @1 year ago
    3095427

    果然是venter, 当年人类基因组计划用鸟枪法挑战全世界的是他,几年前合成第一个人工支原体的是他,现在合成细菌还是他。我们可以猜猜后世对这个创造癖的生物学家怎么评论。。。爱迪生还是特斯拉?

  23. alpha_boy
    @1 year ago
    3095430

    某年某月某日,人类文明毁于核战,但文中所说的实验室中的人工细菌残留下来了。100万年后,新生的下一代人类,致力于研究自身起源,发现一个奇怪的地方,最古老的生物是细菌,细菌这种产物如果要自然重组产生,需要140亿年,但地球历史没有那么久,也就40亿零100万年~~

    于是智慧设计论流行开来,人们开始信奉造物主~~

    ……此段子的唯一难点就是催生第一个史前文明的那些细菌是哪来的?如果是外星人撒的,进化成外星人的哪些细菌是哪来的?来自宇宙之外?高维空间的高维生命随手做的小学自然科学实验?

  24. 游客
    @1 year ago
    3095448

    @alpha_boy: 有时候闲下来会有这种想法,感觉整个世界会存在本身就是一件不可思议的事,好像周围的人和风景都是假的一样

  25. 腊肉
    @1 year ago
    3095518

    野生细菌:一看就知道是个杂种!
    合成细菌:我不是杂种,我会证明给你们看!
    100年后,人类灭绝。
    野生细菌:你不是个杂种。
    合成细菌:滚!

  26. 大红
    @1 year ago
    3095562

    细菌最小系统…

  27. 另一座
    @1 year ago
    3095592

    图2左上角有个脏点,我的屏幕刮坏了。

  28. 3095623

    这个和朊病毒结合会怎样?

  29. 凉茶
    @1 year ago
    3095653

    你们觉得搞克隆的和搞计算机的还有搞对撞机的哪个先毁灭人类?

  30. 3095727

    讲真,就算是翻译也走点心好伐,原文明明最后给了paper出处,为什么直接忽略了?
    paper传送门:http://science.sciencemag.org/content/351/6280/aad6253
    (另,复制自己正在编辑的评论也算煎蛋网的”版权所有”?)

  31. 3095729

    @Mazin: 都给了原文链接了,有心追溯的话自然看到相关链接包括论文出处。

    内容复制限制是JS全局,所以整个网页受限,这个很抱歉。

  32. 3095747

    @sein: 嗯,其实我就是通过原文链接找到的(吐槽一下Google Scholar应该是没更新,竟然搜论文题目都搜不出来)。但既然都翻译了也不差这一哆嗦,少点总是觉得不舒服。一直很喜欢刷煎蛋的新闻,在此表示一下感谢:)

  33. 3095766

    @Mazin: 其实这个是我要求的。要对照原文加链接的话,就有个选择问题,很多原文站超爱插N多链接,有些是它们自己的站内链接,我们译稿加超链的话就面临甄别问题,排版时好费神,就跟大家说文章内不内链了,反正给了原文链接,大家有兴趣的可以看原文去

  34. 3103829

    希望以后可以多一些科技前沿!!!感谢煎蛋!!!!

  35. 3110078

    话说一般活着的东西都会在几代后进化~~

发表评论


24H最赞