人造生命，無論其對于倫理學來說具有多大的爭議性，但是對于基礎科學研究的科學家來說，具有極大的吸引力，上周引起諸多爭議的美國生物學家Craig Venter宣布開發(fā)出了*個由一個合成的基因組所控制的細胞，這代表著世界上*人造生命細胞的誕生，是人類科學歷*的一個突破性成果。這一研究成果公布在Science雜志上，Nature雜志同時也就這一成果采訪了8位專家。

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Craig Venter博士已經(jīng)為這個目標奮斗了十幾年，他參與的一些項目正在利用合成生物學生成細菌，把煤轉(zhuǎn)變成清潔天然氣，并把吸收二氧化碳的藻類轉(zhuǎn)變成碳氫化合物燃料。合成生物學的其他潛在應用方式包括生產(chǎn)醫(yī)藥和疫苗的新方法。

在這項研究中，Craig Venter博士等人通過化學的方法合成了蕈狀支原體（Mycoplasma　mycoides）的基因組，然后將其植入到與它親緣關系很近的細菌山羊支原體（Mycoplasma　capricolum）的細胞里，獲得了全新的蕈狀支原體，植入的基因組能調(diào)控這一細胞，新移植的基因組取代原基因組發(fā)揮作用，把寄主細菌轉(zhuǎn)變成蕈狀支原體。這一新產(chǎn)生的生命能自我生長，繁殖，此次重塑的DNA片段包含850個左右的基因，盡管在移植的細菌中有14個基因被刪除或遭到中斷，但其中包含有添加的DNA序列使其成為區(qū)別于自然基因組的“水印”，看上去仍然像是正常的絲狀支原體細菌，并只能產(chǎn)生絲狀支原體的蛋白質(zhì)。

（來自《每日郵報》）

這個研制的合成細胞被稱為合成兒（Synthia），Craig Venter博士等人希望還能設計出更新穎的基因組，使得含有這些基因組的細菌能夠完成特別的任務以幫助解決能源、環(huán)保或其它的問題。利用這種方法所有生命的基礎機，并通過遺傳工程的方法來制造有專門配置的可生產(chǎn)如燃油或能消解毒性廢物的細菌。

去年Craig Venter博士和Biotechnology Industry Organization （BIO）的科學家們一道發(fā)表了前期的研究成果，他們希望有朝一日能人工操縱合成基因組，的研究以細菌基因組為藍本。首先將細菌基因組提取出來，隨后轉(zhuǎn)移到酵母菌中對其進行必要的修飾，再將其轉(zhuǎn)移到第二種細菌內(nèi)。

但是，為了將修改過的基因組移植到一種新的細菌之中，研究人員面臨一種類似外科醫(yī)生進行器官移植的時候所遇到的一個問題：即如何使宿主接受新的物質(zhì)。

許多細菌用所謂的“限制-修飾系統(tǒng)”來保護它們不受外來DNA的入侵。 在這些細菌中，“限制酶”自動導向某些短的DNA序列并將其摧毀。 細菌通過在沿著其基因組的關鍵部位加上一種叫做甲基的化學基團來庇護它們自己的DNA不受這些酶的攻擊。

但是，酵母菌是不用這種方法來對其基因組進行甲基化的。 在將M. mycoides基因組移植到酵母菌中并刪除一個非必需的基因（這一過程無法在細菌之中完成）之后，研究人員采取了2個步驟來繞開他們的目標宿主細菌M. capricolum中的限制性修飾：他們滅活了M. capricolum 中的限制酶并在該被修飾的基因仍然還在酵母菌中的時候為其加上了甲基基團。 接著，他們將該基因組移植到M. capricolum 之中，而后者在經(jīng)過多次的細胞分裂之后產(chǎn)生出了一種新的供體細菌M. mycoides 的一個新的細菌株。

實際上Craig Venter博士在2007年就做過相關的嘗試，但是這種嘗試一直慘遭失敗，因為當人造基因組被植入到寄主細胞里后，它根本無法產(chǎn)生作用。

而的這幾項成果確定了這種嘗試一再失敗的可能原因，并形成一種進行這種嘗試的新方法。天然細菌基因組，例如被成功移植的那個，是通過一種被稱作甲基化作用的方法進行化學改良的。當它們被植入其他細胞里時，這個過程顯然能保護它們不受化學物——限制性內(nèi)切酶干擾，防止它們受到病毒毒害。然而，人造基因組并不是甲基化產(chǎn)物，因為它必須在酵母中生長，這個過程不能為它提供化學改變所需的物質(zhì)，導致它容易受限制性內(nèi)切酶襲擊。

因此新成果可能將成為生物學領域zui有效的一種工具，Craig Venter博士希望能盡快生成人造生命，這將能為創(chuàng)制新的可用于生產(chǎn)生物燃料、清理毒性廢物、碳截留或其它應用的微生物打下了基礎。

不過一些科學家也對這項研究結(jié)果表示擔憂，害怕由于濫用這項技術(shù)或者實驗室的微小失誤都將導致無法挽回的后果。比如在Nature的采訪中，來自波士頓大學的Jim Collins教授就表示，這項技術(shù)還需要更進一步的完善。

Craig Venter博士在人類基因組研究等方面做成了不少貢獻，1990年，來自法國、德國、日本、中國等六國的科學家組成了一個多國合作小組開展人類DNA測序工作以揭開人類基因組之謎。zui初他們希望2005年前能夠獲得人類DNA序列的圖譜, 但是到1997年, 在耗費了巨額資金和一半預定時間之后，多國合作小組僅完成了3%的測序工作。

與此同時, Craig Venter博士創(chuàng)立了一個名為“Celera Genomics”的風險投資公司并宣稱他將在無政府投資條件下早于多國合作小組完成人類基因組計劃。就在1991年，Craig Venter開發(fā)出新的測序技術(shù)。Celera采用了如“散彈槍”等一系列新的方法并很快真的追上了多國合作小組?？吹阶约杭磳⑹Ю? 多國合作小組在美國總統(tǒng)*的撮合下開始與Celera合作, 在2000年6月完成了90%, 2001年初完成了99%的人類基因組草圖。

與多國合作小組利用的方法不同，Craig Venter博士沒有使用BAC克隆體而是將全基因組隨機切成幾千萬片斷, 讀取每一片段的序列然后拼接它們。盡管看上去更直接，由于要比較幾千萬個序列信息并找到重疊部分，這項工作需要大量的計算機工作。為解決這個問題Celera的合作者們發(fā)明了的生物信息學（Bioinformatics）運算法則, 從而得以短期內(nèi)趕上多國合作小組的工作?！碓矗荷锿?br /> 

原文檢索：

Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome

We report the design, synthesis, and assembly of the 1.08-Mbp Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 genome starting from digitized genome sequence information and its transplantation into a Mycoplasma capricolum recipient cell to create new Mycoplasma mycoides cells that are controlled only by the synthetic chromosome. The only DNA in the cells is the designed synthetic DNA sequence, including "watermark" sequences and other designed gene deletions and polymorphisms, and mutations acquired during the building process. The new cells have expected phenotypic properties and are capable of continuous self-replication.