《细胞》及子刊发布“人工合成酵母基因组计划”最新成果

kungkingchung

科技日报记者 罗云鹏
11月8日，“人工合成酵母基因组计划”最新研究成果在《细胞》及其子刊《细胞基因组学》《分子细胞》发布，此次成果发布标志着世界首个真核生物全部染色体的从头设计与合成正式完成，为未来合成基因组学研究奠定了重要参考。
2011年，美国、中国、英国、新加坡、澳大利亚等国启动“人工合成酵母基因组计划”，旨在重新设计并合成酿酒酵母全部16条染色体，这是人类首次尝试对真核生物的基因组进行从头设计合成。
华大生命科学研究院作为中国主要参与单位之一，在整体项目中联合合作单位承担了酵母2号、7号、13号染色体的从头设计与全合成（300万碱基）。
据悉，酵母是研究真核生物生命活动的经典模式生物，被广泛应用于生物降解、食品加工、医药等领域。人工合成酵母基因组可帮助学界更好地理解人类等高等真核生物的基因功能和调控机制，加速合成生物学的产业应用。
以7号染色体研究项目为例，华大生命科学研究院合成生物学首席科学家沈玥介绍，研究团队基于合成型酵母，构建酵母非整倍体疾病模型，揭示出非整倍体表型恢复的两种途径，并发现在表型恢复过程中起到关键作用的基因。
值得一提的是，通过7号染色体从头设计与全合成，华大生命科学研究院联合英国曼彻斯特大学、纽约大学医学中心等构建出合成型酵母非整倍体疾病模型，为染色体异常疾病的研究提供了新策略。此外，还构建出一条全新tRNA染色体，获得合并多条合成染色体菌株。
“细胞染色体数目发生非整倍变化异常情况，在人类癌症细胞基因组中普遍存在，与胚胎致死、肿瘤和衰老等疾病息息相关。”华大生命科学研究院合成生物学平台主任科学家付宪介绍，“合成型酵母非整倍体疾病模型的遗传背景清晰且高度可控，或有望应用于非整倍体疾病的致病靶点和相关药物的筛选。”
另悉，“人工合成酵母基因组计划”由来自6个国家14所研究机构200多位跨学科、跨领域科学家共同负责，本次进展是国际协作“大科学”科研攻关的又一标志性成果。
华大生命科学研究院院长徐讯表示，希望通过大科学工程的全球性合作，携手国内外研究团队一起探索关乎人类自身的前沿科学问题，进而推动对于生命复杂性和人类疾病的全面认知。