马克·埃利斯曼/国家显微镜和成像研究中心
由著名生物学家领导的科学家团队克雷格·文特尔经过大约 20 年的努力,他们取得了突破:他们成功地在实验室中创造了一种细菌,其遗传密码比自然界中发现的任何细菌都要小。 这种实验室制造的生物体只有 437 个基因,携带着维持生命所需的绝对已知的最低数量的遗传密码。
通过创造这种自我复制的细菌,来自合成基因组学实验室和 J. Craig Venter 研究所希望更好地了解构成每个生物体的单个基因的功能 - 同时我们正在取得新发现一直以来,我们对于这些重要的生物构件仍有很多不了解的地方。
在名为 JCVI-syn3.0 的微生物的 437 个基因中,只有 149 个具有已知的功能。 换句话说,我们知道其余的对于生命存在是必要的,但我们还没有弄清楚它们的目的是什么。 为了帮助科学家了解更多信息,文特尔和他的团队现在从这次实验中学到的东西被添加到公共数据库中,以便任何人都可以研究它们。
“我们尝试设计和创造一个新物种,虽然最终取得了成功,但我们发现该细胞中 32% 的生命必需基因的功能未知,并且表明许多基因在许多物种中高度保守,”文特尔说。 “过去 20 年的所有生物信息学研究都只关注已知世界,从而低估了必需基因的数量。”
仅供比较,虽然该生物体有 437 个基因,但自然界中发现的自我维持的活生物体中最短的基因组只有 525 个基因长,属于生殖支原体。
文特尔等。 等人。 科学
反复试验的化学合成和基因组设计过程是研究人员工作的核心,因为他们正在寻找可行的结果。
每个测试基因组一次分为八个片段,在成功制造生物体之前,每个片段都单独进行测试。 该团队和该领域的其他人表示,合成生命的创造最终将证明对特定目的有用,例如生产廉价的生物燃料和从头开始创造新药物。
事实上,有很多可能性:文特尔是朋友过去曾谈论过合成生命改造火星表面。 理查德·罗伯茨爵士 (Sir Richard Roberts) 曾获得 1993 年诺贝尔生物学奖,现任新英格兰生物实验室首席科学官,但他并未参与这项研究,他表示:“彻底定义活着意味着什么的目标已经向前迈出了一大步。”这项研究,告诉马修·赫珀福布斯。
现在的挑战是弄清楚这些神秘的 149 个额外基因的功能,并进一步研究合成生命——研究人员承认,有可能创造出一种基因更少的生物体。 “我们将生命视为 DNA 软件驱动的,”文特尔在一份新闻声明中说道。“我们正在证明,通过尝试理解该软件,我们将更好地理解生活。”
他的团队的工作现在已经发表在期刊上科学。