数百个基因合成出新细菌Syn3.0

 

　　JCVI-Syn3.0(简写Syn3.0)的基因由合成基因公司与J. Craig Venter研究所的研究人员们携手设计。它也被称作“极简”基因组，因为它只有473个基因，这是它维持大多数生命基本功能(包括繁殖)所需的最少基因。这一非凡成就被发表在科学期刊上。

 

　　这一项目由生物学家Craig Venter和微生物学家Clyde Hutchison共同领导，它开始的时间可追溯至20年前人们第一次给细菌基因组测序的时候。当时生物学家们开始预测细胞和其它简单有机体的最小基因组。1995年，生物学家们认为最小的细菌细胞基因组将由256个基因组成。Venter及其同事决定测试这一假设。

 

　　接下来，他们解析M. Mycoides生存所需的基本要素。Venter认为他的团队只需一年时间即可完成这项工作，然而他们额外花费了四年时间才完成计划。

 

　　他们将基因分为重要基因、次重要基因(即细胞生长所需基因但并非生命生存所需)和不重要基因，并在不扰乱剩余基因功能的情况下移除基因。

 

　　在Syn3.0的473个基因中，有438个编码蛋白质的基因和35个编码注释RNA的基因。相比之下，自然界中的丝状支原体细菌拥有525个基因。研究人员们在删除基因的过程中遇到了一些麻烦，一些看起来毫无用处的基因被删除掉之后，会带来一些无法预料的问题。总的来说，研究人员们无法确定149个基因的功能，这几乎是全部基因组的三分之一。他们怀疑这些基因与编码通用蛋白质有关，但他们并不确定。

 

　　Syn3.0代表着丝状支原体在实验室环境下能拥有的最少基因数目，但它无法在实验室之外生存。它的所有适应特性已被移除。另外，其他细菌也会拥有不同的最小基因数，这取决于细菌的生理特性和生存环境。Venter说：“最小是一种相对术语，它取决于你对细胞特性和功能的定义。因此如果你想要一个细胞保留光合作用的性能，那么它的最小基因数肯定不会是这个数字。”

 

　　无论如何，此实验的重点在于创造出科学家们能用来研究生命的基线基因组。理论上，Syn3.0能够被用来打造具备定制性能的任何细胞。正如研究的共同作者Dan Gibson解释的那样，它可被用在多个领域，包括医药、生化、生物燃料、营养和农业。

 

　　Venter及其同事正在比赛，看看谁能利用最小基因组设计出最有用的微生物。与此同时，他们正在申请Syn3.0及其创造过程的专利。