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生物学家创造了拥有最小基因组的生物体

将生命剥离至最基本的要素。

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JCVI-syn3.0(第一个最小细菌细胞)的培养物中观察到多种结构。| Thomas Deerinck 和 Mark Ellisman/NCMIR

致病菌“生殖支原体”(Mycoplasma genitalium)仅有525个基因,是所有已知生物体中最少的。这种简洁的生物体深受遗传学家的喜爱,它是最早被完全测序的生物体之一,这一壮举由生物学家 J. Craig Venter 和他的团队于1995年完成。

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但 Venter 对生殖支原体的简单性并不满足;他决定创造出一种基因数量更少的生物体。他设想的这种生物体极其简单,能够揭示哪些基因是生命所必需的,并为基因工程提供最终的载体。

今年三月,位于加州的 J. Craig Venter 研究所公布了“生殖支原体”JCVI-syn3.0,这是有史以来创造出的第一个人工物种。它有473个基因,其中惊人的149个基因功能未知。Venter 坚称:“大量未知基因的存在表明我们标准的生物学研究工具非常有限。”

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Syn3.0 的创造部分是通过反复试验进行的,科学家们通过添加和移除基因,直到它能够维持生命并进行繁殖。Venter 现在正在精简其他生物体的基因组,以“更好地理解我们缺失了多少生物学知识”。

除了其基因奥秘外,syn3.0 比生殖支原体更小、生长更快,使其在实验室工作中更具实用性。由于这种生物体的创造,合成生物学家正在学习更多关于细胞定制的知识,例如用于开发高效药物和化石燃料替代能源。

这种生物体的创造正值 CRISPR 基因编辑技术(允许科学家编辑细胞中的 DNA)革新生物学之际。一些遗传学家表示,编辑现有基因组比直接创造新的基因组设计是操纵生物体的更好途径。

但 Venter 表示,这两种技术在生物学中都有其位置。创造基因组提供了一个全新的平台来设计生命,而 CRISPR 则非常适用于改变现有基因。Venter 说:“我们使用 CRISPR 工具来制造点突变和纠正错误。它们是很好的工具,但要创造,你需要创造出可以被编辑的东西。”

基因数量比较

番茄:31,760

人类:20,000-25,000

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大肠杆菌(细菌):4,500

生殖支原体: 525

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Syn3.0:473

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