今年二月,在实验室中创造生命的探索迈出了一大步,当时J. Craig Venter研究所(JCVI)的科学家们在《科学》(需订阅)杂志上宣布,他们已经从零开始合成了整个细菌基因组。
由诺贝尔奖得主生物学家Hamilton Smith领导的JCVI团队首先合成了101个基因组片段,每个片段约6000个碱基对长。然后,该团队使用大肠杆菌来制作每个合成DNA片段的许多副本。接下来,研究人员将这些片段拼接成更长的片段,利用重叠序列来匹配片段,并在每一步之后检查错误。
当DNA链长度超过10万个碱基对(是此前合成的最大DNA片段长度的三倍多)时,宿主大肠杆菌变得不堪重负,科学家们开始改用酵母。最终,这个基因组在达到惊人的582,970个碱基对时完成。
这个人工基因组是根据一种名为生殖道支原体(Mycoplasma genitalium)的微小细菌建模的,携带着大致相同的基因和顺序。为了确保带有这种人造基因组的生物永远无法在实验室外生存,科学家们插入了一个基因,使其依赖于一种抗生素。为了帮助他们区分人工基因组和其自然对应物,他们添加了一个特殊的“水印”:用遗传密码字母拼写出他们自己和研究所的名字。
基因组本身缺乏细胞的生物机制,因此它不是活的,但通过将其移植到一个细胞中来创造完整的“人造生命”是可能的,这也是研究人员的下一步。“理解生命的一个关键方面是能够定义和构建它,”JCVI所长J. Craig Venter说。
研究人员计划对基因组进行数万种不同的调整,以回答关于一个生物体正常运作所需条件的问题。“关于非常基础的基因组学,有很多事情目前没有人知道答案,”Venter说。














