科學家製造出「穩定」的半合成有機體

2021-01-09 人民日報海外網

摘要：２０１４年，羅梅斯伯格等人宣布，他們製造出兩個相配對的人工鹼基Ｘ與Ｙ，並將這個新的鹼基對成功插入大腸桿菌的ＤＮＡ（脫氧核糖核酸）中，製造出第一個半合成有機體。羅梅斯伯格據此認為，他們的改進措施讓半合成有機體細胞在分裂過程中能無限保留兩個人工鹼基。

新華社華盛頓１月２４日電（記者林小春）由美國斯克裡普斯研究所領導的一個研究小組近日宣布，他們通過優化人工鹼基等途徑，製造出「穩定」的半合成有機體，對未來的生物醫療開發具有重要意義，也朝著創造新生命形式邁出重要一步。

「我們讓這個半合成有機體更加像生命，」負責這項研究的斯克裡普斯研究所教授弗洛伊德·羅梅斯伯格２３日在一份聲明中說。研究發表於美國《國家科學院學報》上。

自然界生命多姿多彩，但所有這些生命的遺傳物質僅由４個鹼基構成，分別是腺嘌呤（Ａ）、胸腺嘧啶（Ｔ）、胞嘧啶（Ｃ）和鳥嘌呤（Ｇ），其中Ａ與Ｔ，Ｃ與Ｇ分別配對。

２０１４年，羅梅斯伯格等人宣布，他們製造出兩個相配對的人工鹼基Ｘ與Ｙ，並將這個新的鹼基對成功插入大腸桿菌的ＤＮＡ（脫氧核糖核酸）中，製造出第一個半合成有機體。

人工鹼基研究被美國《科學》雜誌評為２０１４年十大科學突破之一。但不足在於，所製造的半合成有機體生長緩慢，而且非自然鹼基Ｘ與Ｙ無法永久性傳遞下去，會隨著細胞的分裂很快消失。

羅梅斯伯格等人介紹了新研究的三大改進。首先，他們優化了所使用的核苷酸轉運工具，加快了大腸桿菌的生長速度，並在分裂時容易保留鹼基Ｘ與Ｙ；第二，人工鹼基Ｙ獲得優化，更容易在ＤＮＡ複製過程中被合成ＤＮＡ分子的酶識別，從而讓細胞更容易複製人工鹼基對；第三，研究人員利用最新基因編輯工具ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９開發了一個查錯工具，它會把不含Ｘ與Ｙ鹼基對的基因序列視為外來入侵者，這樣不含Ｘ與Ｙ鹼基的細胞將被銷毀。

實驗結果顯示，優化後的半合成有機體細胞分裂６０次後依然保持有Ｘ與Ｙ鹼基。羅梅斯伯格據此認為，他們的改進措施讓半合成有機體細胞在分裂過程中能無限保留兩個人工鹼基。

他強調，這項工作使用的是單細胞生物，而不是更複雜的有機體。所製造的半合成有機體的實際應用目前還是零，只能用來存儲基因信息，但將來可用於幫助創造單細胞有機體的新功能，從而在新藥研發等方面發揮重要作用。

研究人員在論文中寫道，這項工作是創造具有完全非自然屬性與特徵的有機體工作的一個起點，穩定的半合成有機體「可能為實現合成生物學的中心目標奠定基礎，即創造新的生命形式與功能」。

責編：海聞

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