“人工合成生命”獲重大突破推開生命之門

3月10日，天津大學(xué)、清華大學(xué)、華大基因的中國科學(xué)家在真核生物基因組設(shè)計與化學(xué)合成方面的重大突破成果，登上國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》的封面。

這意味著，非生命物質(zhì)與生命之間的界限已經(jīng)打開，“設(shè)計生命、再造生命和重塑生命”的進程將隨之提速。

科學(xué)家們完成了4條真核生物釀酒酵母染色體的從頭設(shè)計與化學(xué)合成，這些基因修飾的酵母已經(jīng)用來制作疫苗、藥物和特定的化合物。

合成生物學(xué)是繼“DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)”和“人類基因組測序計劃”之后，以基因組設(shè)計合成為標志的第三次生物技術(shù)革命。釀酒酵母基因組合成計劃（Sc2.0計劃）由美國科學(xué)院院士杰夫·伯克發(fā)起，由美國、中國、英國、法國、澳大利亞、新加坡等多國研究機構(gòu)參與并分工協(xié)作，致力于設(shè)計和化學(xué)再造完整的釀酒酵母基因組。

作為該計劃在中國最早的參與者，天津大學(xué)化工學(xué)院教授元英進此次在《科學(xué)》期刊上以通訊作者身份發(fā)表了2篇論文。

生物學(xué)界內(nèi)最大的劃分依據(jù)并不是植物和動物，而是以原核生物和真核生物來區(qū)分。原核生物的基因組相對簡單，而動物、植物、真菌等等真核生物的DNA既豐富又復(fù)雜，通常會包含數(shù)億甚至數(shù)十億堿基對信息，同時遺傳物質(zhì)DNA通常被分配到不同的染色體中，而這些染色體又深藏在細胞核的特定區(qū)域。所以，合成一個真核生物的基因組是一項非常艱巨的任務(wù)。

元英進在接受采訪時表示：“化學(xué)合成酵母一方面可以幫助人類更深刻地理解一些基礎(chǔ)生物學(xué)的問題，另一方面可以通過基因組重排系統(tǒng)實現(xiàn)快速進化，得到在醫(yī)藥、能源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用潛力的菌株?！?/p>

Sc2.0計劃旨在重新設(shè)計并合成釀酒酵母的全部16條染色體。這次科學(xué)家們共完成了5條染色體的化學(xué)合成，其中中國科學(xué)家完成了4條，占完成數(shù)量的66.7%。元英進帶領(lǐng)的天津大學(xué)團隊完成了5號、10號染色體的化學(xué)合成，并開發(fā)了高效的染色體缺陷靶點定位技術(shù)和染色體點突變修復(fù)技術(shù)。戴俊彪研究員帶領(lǐng)清華大學(xué)團隊完成了當前已合成染色體中最長的12號染色體的全合成。深圳華大基因研究院團隊聯(lián)合英國愛丁堡大學(xué)團隊完成了2號染色體的合成及深度基因型-表型關(guān)聯(lián)分析。

據(jù)了解，天津大學(xué)在國內(nèi)率先開展合成生物學(xué)研究，一直致力于合成生物學(xué)前沿領(lǐng)域科學(xué)研究。2012年，該校開設(shè)了構(gòu)建人工基因組本科生課程，將國際最前沿科學(xué)研究與本科教育相結(jié)合。

然而，用化學(xué)物質(zhì)創(chuàng)造新型生命，生物安全和倫理考量是不得不面對的難關(guān)和問題。

為此，天津大學(xué)2016年成立了生物安全戰(zhàn)略研究中心。作為特色高端智庫，該中心以生物技術(shù)安全防護、國際政策與應(yīng)對、國家生物安全體系建構(gòu)為研究方向，在生物技術(shù)發(fā)展、生物軍控履約、國際法等多領(lǐng)域開展決策咨詢與信息追蹤服務(wù)，為國家政策的制定與完善、公約會議的研判與應(yīng)對提出了決策建議。

來源：《觀察者》