基因先鋒j。克雷格·文特創造了最小的細菌基因組
基因組開拓者J。克雷格·文特和一組研究人員現在已經為細菌創造了一個最小的基因組——一個只包含473個基因的基因組，比已知最小的自然存在的細菌有機體還少。新的基因組可能有助於為科學家提供關鍵的線索，即哪些基因是生命所必需的。
這項發表在《科學》雜誌上的研究表明，基礎生物學缺失了三分之一被認為是生命必需的基因。文特爾將確定關鍵和非關鍵基因的過程比作試圖解構波音777，以找出其工作原理。”他在接受記者採訪時說：“你可以從右翼拆下發動機，註意到它可以飛行和著陸。”在左側機翼上的發動機也拆下之前，您不會註意到這一點。
得克薩斯大學奧斯汀分校副教授佈雷特·貝克說：“相當不可思議”“相當不可思議。”。他沒有參與這項研究。”他們正在對所有的基因進行分類，找出哪些基因是生命所必需的，這是相當驚人的，他們發現了很多。“這些功能未知的基本基因是未來研究的好目標，貝克說。他們也許能夠告訴研究人員更多關於生命的基本組成部分，因為基因組學最大的問題之一是科學家不知道大多數基因的功能。
這項工作沒有任何直接的應用，儘管最終可能會有工業用途，如生物燃料和農業。文特爾說，主要目的是提供知識。他說，瞭解到三分之一的重要基因具有未知的功能“是一個關鍵的發現，即使這種生物沒有其他用途。”。
（C。比克爾/科學）
不過，文特爾的團隊並沒有從零開始創造生命。相反，他們從一個現存的有機體中挑選基因，作為2010年發表在《科學》雜誌上的工作的擴充套件。那時文特的研究小組合成了一種名為支原體的細菌中唯一的染色體。研究人員用他們的人工基因替換了另一種細菌支原體capricolum的DNA，創造了他們稱之為SYN1.0的基因。當時，它是有史以來合成的最大的DN**段，也是第一次任何合成的DNA都精確到足以取代細胞的原始DNA。
下一步是確定生命和生殖所需的最小基因數。為了做到這一點，研究人員開始從syn1.0中切下基因——利用當時關於哪些基因被認為是生命所必需的知識。他們用這種方法創造了兩個可能的基因組。移植到M。capricolum細胞。
在下一步的研究中，研究小組將syn1.0的901個基因分為八個部分，在重組DNA並將其移植到細胞中之前開始去除大塊的基因。如果細胞死了，他們會移除一些重要的東西。這種實驗方法最終導致了Syn 2.0，一種基因比任何獨立生物都少的微生物，然後是今天的Syn 3.0，基因比任何獨立生物都少。
麻省理工學院生物工程教授克裡斯托弗·沃伊特（Christopher Voigt）表示，這是一個“大躍進”，使syn3.0成為2010年論文中的“大躍進”(他不是一個研究作者。）雖然其他人在過去**了最小的基因組，工程方法也不是新的，但文特的團隊重組細胞DNA的方式擁有“所有人類設計元素——簡單、模組化、有組織——但在活細胞中仍然可行，“沃伊特在基因專家新聞處的新聞稿中說。”如果人類設計師能夠創造出一種有序的、結構化的替代物，來替代自然界中如何發現生命的方式，那就說明生物學的複雜性僅僅是進化如何塑造它的人工製品。”
伯克利合成生物學研究所所長亞當·阿金說，文特爾團隊使用的方法也是遺傳學研究的一個重要方法。他在一封電子郵件中寫道，透過試圖切掉任何不重要的東西，研究小組發現“即使在最小的基因組中，也有大量的驚喜，而這些基因組是透過觀察基因組序列無法發現的。”這是一個深刻的結果，表現得非常優雅。”
生物體的最小基因組在一定程度上取決於它穩定的實驗室環境——它生長的介質比自然環境要均勻得多。因此，生物體需要較少的基因來應對溫度波動或食物來源。正如文特爾在記者招待會上承認的那樣，syn3.0還包含了一些基因，這些基因可以使syn3.0快速生長，成為一個好的實驗室模型(他說，這些基因可能已經被敲除，但之後還需要5年時間才能完成這項研究。）知道它將在什麼樣的實驗室培養基中，才能敲除可能與其他環境相對應的基因。”文特說，每一個基因組都是特定環境的，取決於環境中的化學物質沒有上下文就沒有真正的最小基因組。”
- 發表於 2021-05-04 00:00
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