世界上形形色色的生物都擁有傳遞遺傳信息的「生命天書」——染色體，但不同物種的染色體數量各不相同。可以將一個細胞裡的所有染色體合併成一條嗎？合併之後又會發生什麼？這個腦洞大開的假設，最終由中國科學家實現了。
北京時間8月2日凌晨，英國《自然》雜誌在線發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所合成生物學重點實驗室覃重軍研究團隊與合作者的論文「創建有功能的單染色體酵母」。這是繼上世紀六十年代人工合成牛胰島素之後，中國科學家再次利用合成科學的策略，去回答生命科學領域一個重大的基礎問題，為人類對生命本質的研究開闢了新方向。
去另一個「平行宇宙」探索生命本源
人類擁有23對染色體，但我們的猿類表親擁有24對，而雄性傑克跳蟻只有1條染色體。這些由千萬年進化而得來的染色體具有什麼優勢？物種對於染色體總數的變化有多大容忍度？這些看似無聊的問題，卻對人類認識生命的本質、起源和進化有著重要意義。
科學家沒有可能讓地球生命朝著與現在不同的方向再進化一遍，因此傳統生命科學研究手段很難回答這樣的科學問題。發端於本世紀初的合成生物學，卻給了科學家一種嘗試的可能——用人工方法，將天然真核細胞中的染色體合併成一條，再看看細胞會發生怎樣的改變。
這就仿佛去探尋另一個平行宇宙！這次，《自然》雜誌發表了覃重軍研究團隊的成果，他們率先將釀酒酵母的16條染色體合併為一條。同一期雜誌還發表了來自美國紐約大學朗格尼醫學中心傑夫·博伊克教授團隊的成果，他們只完成了將釀酒酵母的16條染色體合併成兩條，比中國科學家差了一口氣。
「這可能是在合併過程中，由於合併序列的不同所導致的。」《自然》雜誌在配發的「新聞和觀點」中表示，中美兩個研究團隊創造出來的新型酵母菌株，將使人類對染色體結構與功能有更深入的認識。
「破釜沉舟」轉型，終在國際前沿勝出
「在這次競爭中，我們可以說完勝了美國科學家！」覃重軍掩抑不住內心的興奮。美國科學院院士傑夫·博伊克是研究釀酒酵母的遺傳學大家，國際酵母基因組計劃的總負責人。2017年，美國《科學》雜誌發表的七篇有關釀酒酵母全基因組合成論文的工作，就是由他主導。當時，中國科學家參與其中，並發表了四篇論文。
「如果沒有七八年前從傳統的鏈黴菌分子操作研究向合成生物學的痛苦轉型，就無法獲得今天的成功。」覃重軍在接受記者採訪時說，過去五年中，他寫下了超過2000頁的科學思考和實驗設計，每一頁內容都見證了過程的曲折。
2011年，覃重軍加入中國科學院合成生物學重點實驗室，從構建模塊化簡約化大腸桿菌和天藍色鏈黴菌底盤細胞入手，建立起了一支精幹的研究團隊，並與同事嘗試創新一系列高通量基因組操作體系。就在最困難的時候，他獲得了來自中科院、植生所的經費支持，「我是研究所裡有名的經費『負翁』，但終於成功了！」
伴隨「人工生命」發展，倫理研究亟需跟上
人類能否創造生命？2010年，美國科學家克雷格·文特爾和他的科研團隊透過《科學》雜誌報導了世界首個人造生命「辛西婭1.0」的誕生，引發了全世界轟動。如今，中國科學家成功將染色體「十六合一」，這表明天然複雜的生命體系是可以通過「人造」變簡約的，自然生命的界限也可以被人為打破，人們甚至可以創造出自然界本不存在的生命形式。
人造生命的出現，勢必在倫理上提出很大挑戰。中國科學院院士、中科院合成生物學重點實驗室主任趙國屏說，合成生物學的倫理規範還有待建立，目前更多的依靠科研經費資助方的自覺審查。技術從來都是一把雙刃劍，哪些技術可以公開、哪些應該保密，才能最大程度發揮合成生物學的「正能量」，倫理學家應儘快介入研究。
近年來，歐美等發達國家在這一領域投入了大量研發經費和產業基金，全球合成生物學發展十分迅速，中國的合成生物學也得到了長足發展。就論文發表數量來看，中國合成生物學研究已處於世界第二。合成生物學是化學、工程學、信息學、物理學和生物學等多學科交叉的一個嶄新的生物學研究領域，涉及戰略性新興產業的多項重點領域，其智慧財產權如何保護，也是一個值得探討的問題。