科学家们开发了一种单细胞合成生物，这是基因工程的新突破，它的生长和分裂与正常细胞非常相似，模仿细胞分裂周期的各个方面，从而形成健康的活细胞生命。
这一成就在一种名为 JCVI-syn3A 的工程化单细胞细菌样生命形式中得到了证明，是科学家数十年基因组测序和分析的结果，探索了个体基因在生物体内发挥的作用。
“我们的目标是了解每个基因的功能，这样我们就可以开发出细胞如何工作的完整模型，”说来自麻省理工学院和美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的生物物理学家 James Pelletier。
虽然这项工作的根源可以是追溯到20世纪90年代，最近的进步发生在本世纪，研究人员于 2003 年成功合成小病毒感染细菌。
马里兰州 J. Craig Venter 研究所 (JCVI) 的科学家们在 2010 年取得了新的突破设计第一个合成细菌细胞，称为 JCVI-syn1.0：地球上第一个具有完全合成基因组的生物体，通过从细菌中剥离天然 DNA 进行改造丝状支原体。
几年后，该团队又向前迈出了一步，在实验室中创造了一种具有遗传密码的细菌比自然界中发现的任何东西都要小。
这种生物体，称为JCVI-syn3.0，总共只拥有 473 个基因——比自然界中任何已知的自我维持的生物体都要短。
但是，虽然 JCVI-syn3.0 的小型化遗传工具包使其能够通过细胞分裂使自身永存，但它以一种不寻常的方式做到了这一点，产生了“显着的形态变化”在它创造的新细胞中，这些细胞以各种不同的形状和大小出现。
现在，同一研究小组的成员已经找到了一种方法来防止这些奇怪形态的发生，即使用新修改的 JCVI-syn3.0 变体，称为 JCVI-syn3A。
通过添加 JCVI-syn3.0 中不存在的 19 个基因，新型 JCVI-syn3A 能够以一种看起来更正常、更一致的方式进行细胞分裂，并且形态变异比 JCVI-syn3.0 显着减少。
尽管这一成就背后经过了数年的努力，但这些基因中仍然隐藏着大量的谜团。
例如，虽然 JCVI-syn3A 有 19 个新基因，但只有 7 个基因被认为在使其细胞分裂过程以更规律的方式运行方面发挥作用。在这七个基因中，只有两个基因（称为 ftsZ 和 sepF）的功能已被确定。
其他五个基因如何必然有助于 JCVI-syn3A 的形态一致性仍然未知，但有一点是确定的：这个微小的基因组现在代表了实验的新标准，可以帮助我们描述这些基因在生物体内的作用。
研究人员表示：“JCVI-syn3A 因此为细菌生理学提供了一个令人信服的最小模型，并为工程生物学提供了广泛的平台。”在他们的论文中解释。
或者，换句话说，正如 NIST 细胞工程小组的领导者 Elizabeth Strychalski 所说，说：“我们想要了解生命的基本设计规则。如果这个细胞可以帮助我们发现和理解这些规则，那么我们就可以开始比赛了。”
研究结果报告于细胞。
