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北京前沿科学技术研究院（简称“北前科学院”）成立于2016年9月，北前科学院，是由北京中科光析科学技术研究所，北检（北检）检测技术研究院，标检（北京）质量检测中心等科研单位，组建成立的独立科学科研机构，致力于前沿科学领域的研究与创新人才培养，科学技术转移孵化等，世界前沿新科学普及传播。 更多简介 +
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研究人员将在培养基中制成的甚至更多的合成染色体组合到单个酵母细胞中，产生了一种含有50%以上合成DNA的培养基，其存活率和复制率与野生酵母菌株相似该团队于11月8日在《细胞天冬氨酸》杂志上展示了半合成酵母，该杂志展示了合成酵母基因组项目（Sc2.0），一个致力于从头开始开发第一个合成酵母基因组的酵母传感器该团队现在已经合成并调试了所有16年的染色体
“我们的动机主义者通过构建合成基因组建立了基因组基础的第一个原则，”合著者、曼彻斯特大学的合成生物学家Patrick YiziCai说，他也是该系列论文的资深作者或合著者“该团队现在已经重新编写了东方的操作系统，它打开了一个新的生物学——从修补大量的基因到设计和构建完整的基因组。”
尽管以前已经合成了细菌和病毒基因组，但这将是第一个合成的基因组，它引入了多个染色体的复杂性合成酵母是一种“设计师”基因测定法，它与酿酒酵母（啤酒酵母）基因测定法基本不同
“我们认为，从自然的设计中产生一些非常重要的东西是很重要的，”作者和Sc2说道0leader JefBoeke，纽约大学朗格尼健康研究所“我们的总体规划是建立一个全新的生物学。”
为此，研究人员清除了大量可能被视为“垃圾”的非编码DNA和竞争性元素，添加了DNA的新闻短片，以帮助他们更容易地区分合成的和天然的基因，并引入了一种名为“SCRaMbLE”的构建个体生成器，该生成器可以打乱基因在两个染色体中的顺序
为了提高基因可测性，该方法还去除了一部分编码转移RNA（tRNA）的基因，并将其定位为一个仅由RNA基因组成的新“新染色体”Cai说：“tRNA新染色体是世界上最早的非合成染色体。”“自然界中根本不存在这样的东西。”
由于酵母基因组被组织成16条染色体，研究者们可以独立地组装一个染色体体，创造出包含15个天然染色体和一条合成染色体的16个部分合成酵母菌株接下来的挑战是将这些合成的染色体结合到一个leyeast细胞中
目前，Boeke的团队开始采用一种与孟德尔豌豆相似的方法：基本上，研究人员先培育不同的部分合成酵母菌株，然后在其后代中寻找携带两种合成染色体的个体尽管有效，但这种方法非常缓慢，但它会逐渐将之前合成的所有染色体——六个全染色体和一个染色体臂——合并到一个细胞中该菌株合成率超过31%，形态正常，与野生型酵母相比，生长缺陷少
为了更有效地在东方菌株之间转移特定的染色体，研究人员开发了一种称为染色体替代的方法，该方法在本综述的其他论文中进行了讨论为了证明这一概念，他们使用染色体置换来转移新的合成染色体（染色体IV，合成染色体中最大的），结果每个细胞都有75个合成的染色体是50%合成的
当合成染色体整合到单个酵母菌株中时，该团队检测到在携带合成染色体的酵母菌株中看不到的一些遗传缺陷或“虫子”Boeke说：“我们知道这可能是一个原则，即我们可能有一组效果很小的东西，当你把它们放在一起时，可能会导致伤口和切口。”
一些错误可能是由于染色体中存在许多缺陷的额外影响，而其他错误则涉及不同合成染色体之间的遗传抑制作用研究人员可以通过使用CRISPR/Cas9上的数据库来修复这些错误中的几个，并提高合成酵母的适应性
“我们发现，这两种疫苗基本上都是具有良好适应性的一半，这表明这不会成为大问题，”Boeke说“从调试开始，我们将了解其他生活规则。”
下一步将在合成染色体上进行标记Boeke说：“现在我们离单细胞中所有16色体的最后一条线只有这么远。”“我称之为开始时的结束，而不是结束时的开始，因为那是我们真正能够开始洗牌的时候，并生产出我们以前从未见过的东西。”
这项研究得到了国家科学基金会、国家卫生研究所、LauraandIsaacPerlmouthCancerCenter和大众基金会的支持
来源:
Materials provided by
Cell Press.
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参考:
2024-09-15
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2024-09-15
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