如何把复杂生命变简单？| FM十万个为什么

上海新闻广播 · 公众号 · 上海 · 2019-03-13 16:00

正文

以覃重军研究组为主的研究团队完成了将单细胞真核生物——酿酒酵母天然的16条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。该项工作表明，天然复杂的生命体系可以通过人工干预变简约，自然生命的界限可以被人为打破，甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命。

覃重军说：“酿酒酵母是一种单细胞真核生物，有16条染色体，是典型的多染色体真核生物。而且它是分子生物学基础研究的模式材料，全世界的科学家已经研究了半个世纪，非常经典。此外，和大部分真核生物相比，酵母研究背景更清晰且操作更简单，可以使得我们的工作相对简单。”此外，已公开发表的成果显示，截至2017年3月，酿酒酵母的16条染色体已人工合成了6条。

怎么去实现两条染色体的融合呢？覃重军说：“1条完整的真核线型染色体，通常包含1个用于染色体分离的着丝粒和两个用于保护染色体末端的端粒。要实现两条染色体的融合，就需要将两条染色体的两个端粒去除后相互连接起来，同时还需要将两条染色体中1条的着丝粒去除，从而保证染色体在细胞分裂过程中正常的分离。”

覃重军说，“经证实，人工改造的酵母细胞出乎意料地稳健，在不同的培养条件下，没有表现出重大的生长缺陷。然而，融合染色体菌株确实表现出小的适应性限制和有性生殖缺陷，因此它们可能会快速地被天然的菌株淘汰。这些新发现也将有助于解释拥有较多染色体的优势。”

中科院院士、中科院分子植物科学卓越创新中心／植物生理生态研究所所长韩冰表示，将天然复杂的酵母染色体通过人工改造以全新的简约化形式表现出来，是继原核细菌“人造生命”之后的一个重大突破，为人类对生命本质的研究开辟了新方向。