科学家成功合成酵母所有染色体,人造生命真要来了?


一天10篇论文同时在线,都是同一个题目。这是一个不同寻常的场景。

但是前几天,生物圈里出现了这样一个盛况。原因是几所大学和机构的国际团队取得了新的突破:

酵母细胞中的16条染色体都是人工合成的

涉及超过1200万个碱基对。

看到新闻后,很多人都在猜测“人工生命”是否真的要来了,这个话题甚至在知乎上飙升到了热搜榜。

毕竟十几年前,遗传学家Craig Venter 的研究团队花了十五年时间和四千多万美元人工合成了支原体的基因组。

高中的时候大家也学过支原体是原核生物,因为它没有染色体,所以合成那些暴露的DNA蛋白质复合物就好了。

尽管如此,当时还是在业内引起了不小的轰动,甚至有人说人工合成的支原体是世界上第一个“人工生命”。

现在这一次,不到十五年,酵母这种真核生物的16条染色体全部可以人工合成。

“人工生命”真的如网友所说即将到来吗?

花椒也在第一时间翻了一些资料,不得不提前给大家泼了一盆冷水。这一次的结果,离真正的人工生命还差十万八千里。

这个合成酵母基因组计划名为Sc2.0项目,于2011年正式启动,由中国、美国、英国等国家的大学和研究机构共同参与。

他们的目标是创造一种酵母有机体,其染色体都是合成的

选择酵母是因为它是第一个全基因测序的真核生物,这是进入真核生物的最低门槛。

然而现在,他们还没有真正实现这个目标

虽然网上上传的是酵母的16条染色体都可以人工合成,但严格来说还是有点“水”,因为人工合成的16条染色体并不都在一个细胞里。

而是他们做了16个细胞,每个细胞中只有一条染色体是独立合成的,其他15条染色体都是别人的天然染色体。

把这些合成染色体全部弄到一个细胞里也是一个大工程,科学家选择的方法也比较简单粗暴。

还记得中学生物入门知识孟德尔杂交试验,用的是类似的方法。

让两个有合成染色体的细胞“杂交”,然后从杂交得到的细胞中挑出有一条以上合成染色体的细胞,重复前面的步骤。

这听起来相当简单,但具体操作起来麻烦、费时费力,有时“杂种”细胞也无法存活。

所以到目前为止,在一个被科学家“杂交”的酵母细胞中,最多只有7.5条合成染色体。

含有7.5条合成染色体的酵母细胞正在分裂成两个细胞。

不过话说回来,虽然这个项目的成果可能没有网友宣传的那么好,但是也是Sc2.0计划中非常关键的一步。

毕竟单独合成每条染色体并不容易。

可能会有朋友胡说八道。酵母不都是全基因测序的吗?碱基对序列不是很明显吗?合成只是对答案的纯粹复制。。。

小辣椒还是要出来多说一句,抄作业不是一件容易的事。

首先,每条染色体涉及的碱基对数量就能很好的说明问题。但是,以现在的技术,不可能一下子全部做出来。一次只能做60~100个碱基对,做好之后还有一个剪接步骤。

此外,科学家们在制造染色体之前必须简化这些碱基对。

这个相当于一个生物中调试的程序员。要看在不影响最终程序正常运行的情况下,去掉哪些代码。

这个难度可想而知。。。

现在生物圈除了合成酵母等简单真核生物的染色体,还在进行高等生物的“基因组计划”

比如2016年,Sc2.0项目的负责人Boeke也启动了“人类基因组编译计划(GP-write)”,为人工生命的启动做准备。

次年,中国版GP-write也在深圳上线。

然而,人类基因有31亿个碱基对。虽然有作业要抄,但是费用也是有的。

首先是制作碱基对的成本,人工合成一个碱基对的成本是5~8毛钱,乘以30亿不是一笔小数目。

另外,人力和时间成本估算也站不住脚。

毕竟酵母只有1000多万个碱基对,我们用了十几年的时间,把行业内的大佬都召集到一起,才有了现在的成果。

眼看目标太大,筹不到任何资金,博克直接阉割了当初合成人类基因组的项目。

最后,做这一切的意义其实并不是为了“人工生命”什么的。

相反,研究和了解基因才是科学家的真正目的。

正如Boeke所说:我们无法创造的东西,我们无法理解。

合成酵母基因组计划的初步成功也是一个小小的里程碑。

它告诉大家,人类其实是可以读取和使用大自然书写的遗传密码的。

至于如何规范大家看完基因密码后的应用,应该不会有基因污染,这是另外一个话题了。。。

作者:松鼠编辑:姜姜&;顶线:环燕