據(jù)人民網(wǎng)3月10日報道,美國《科學(xué)》雜志以封面文章同時刊發(fā)了由天津大學(xué)、清華大學(xué)和華大基因各自獨立完成的4篇長文,介紹了真核生物基因組設(shè)計與化學(xué)合成方面的系列重大突破:完成了4條真核生物釀酒酵母染色體的從頭設(shè)計與化學(xué)合成。釀酒酵母總共有16條染色體,此前國際同行奮斗多年才發(fā)現(xiàn)了一條。
在合成染色體的過程中,突破了生物合成方面的多項關(guān)鍵核心技術(shù)。例如:突破合成型基因組導(dǎo)致細(xì)胞失活的難題、設(shè)計構(gòu)建染色體成環(huán)疾病模型、開發(fā)長染色體分級組裝策略、證明人工設(shè)計合成的基因組具有可增加即可刪減的靈活性等。這些技術(shù)將幫助在生命科學(xué)研究和實際應(yīng)用中大顯身手,價值不可估量。同行指出,這是繼合成原核生物染色體之后的又一里程碑式突破,開啟人類“設(shè)計生命、再造生命和重塑生命”的新紀(jì)元。
為完成設(shè)計和化學(xué)再造完整的釀酒酵母基因組,國際科學(xué)界發(fā)起了釀酒酵母基因組合成計劃(Sc2.0計劃),這是合成基因組學(xué)研究的標(biāo)志性國際合作項目。該項目由美國科學(xué)院院士杰夫·伯克發(fā)起,有美國、中國、英國、法國、澳大利亞、新加坡等多國研究機構(gòu)參與并分工協(xié)作,試圖重新設(shè)計并合成釀酒酵母的全部16條染色體(長約12 Mb,1 Mb是百萬堿基對)。
2014年,Sc2.0已創(chuàng)建了一個單一的人工酵母染色體。此次國際合作,中外科學(xué)家們共完成了5條染色體的化學(xué)合成,其中中國科學(xué)家完成了4條,把Sc2.0計劃向前推進了一大步。其中,元英進帶領(lǐng)的天津大學(xué)團隊完成了5號、10號(synV、synX)染色體的化學(xué)合成,并開發(fā)了高效的染色體缺陷靶點定位技術(shù)和染色體點突變修復(fù)技術(shù);戴俊彪研究員帶領(lǐng)清華大學(xué)團隊完成了當(dāng)前已合成染色體中最長的12號染色體(synXII)的全合成;深圳華大基因研究院團隊聯(lián)合英國愛丁堡大學(xué)團隊完成了2號染色體(synII)的合成及深度基因型-表型關(guān)聯(lián)分析。