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制造人类
发布时间:2024-12-07
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2010年5月,《科学》杂志报道,美国科学家克雷格·文特尔(J.Craig Venter)和他20多人的研究团队用基本的化学品在实验室中人工合成了蕈状支原体(Mycoplasma mycoides)中控制遗传特性的基因组DNA,并将它们植入另一种名为山羊支原体(Mycoplasma capricolum)的细胞中。这是两种不同的支原体,而植入后产生的人造细胞表现出的是前者的生命特性。在人造DNA的控制下,新的支原体细胞能从环境中摄食,进行新陈代谢以及自我繁殖,也就是说它已经具备了生命的基本特征,成为历史上第一个被打上“人类制造”烙印的新物种。文特尔的团队将这种人造细胞称作“辛西娅(Synthia)”,意思是“合成体”。

支原体是目前已知的地球上最小、最简单、并且能够独立地完成自我繁殖的原核微生物。它的基因组很短小,便于人为操作,文特尔团队制造生命的研究就从这类简单的微生物入手。这项工作最早开始于1995年,到2007年,文特尔团队就已经掌握了在两种支原体间转移天然基因组DNA的技术。2008年,他们又成功地人工合成了支原体基因组DNA。人造细胞“辛西娅”就是将这两种技术合而为一的成果。

组装DNA

通过基因测序技术,研究人员获得了蕈状支原体天然基因组的序列信息。即使是最简单的生命体,该基因组也含有超过100万个碱基。人类现有的机器还不能一下子就自动合成这么长的DNA。因此,文特尔的团队就按照序列信息,先合成了1078条较短的DNA片段,它们平均有1080个碱基,然后在酵母细胞中进行拼接,再转入大肠杆菌或者利用生物技术仪器进行扩增,制成109条中等长度的DNA片段,再拼接成11条大片段,并最终将所有片段拼接起来,构成蕈状支原体的全长基因组。

与天然基因组相比,这个纯人工打造的DNA片段稍有不同:研究人员去除了14个不重要的基因;为了与天然的DNA序列区分开来,研究人员在人工合成的DNA中添加了“水印”标记序列;为了防止这个人造的新物种可能存在未知风险,研究人员还在该基因组中插入了两个人为可控的阻断基因。