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文丨Lisa
编丨Lisa
英国科学家在合成生物学领域取得了突破性进展，成功合成了首个酵母基因组的染色体，这不仅标志着该领域的一个重大里程碑，也为医学、生物能源和生物技术的发展开辟了新的可能性。
由诺丁汉大学和伦敦帝国理工学院的顶尖科研团队领衔，这一成就属于旨在创造全球首个合成酵母基因组的国际项目。
该研究的成果已发表在《细胞基因组学》杂志上，它代表了英国团队在合成酵母16条染色体中的一条上所取得的进展，这是合成生物学领域迄今为止最宏大的项目之一——国际合成酵母基因组合作项目（Sc2.0）。
合成生物学领域迄今为止最宏大的项目
Sc2.0项目是一个历时15年的国际合作计划，汇聚了来自英国、美国、中国、新加坡、法国、澳大利亚等国家的科研团队，共同目标是合成所有酵母染色体。
除了英国团队的这篇论文外，其他团队也发表了9篇关于他们合成染色体的研究，为合成基因组的完成贡献了力量。预计这一前所未有的合成基因组项目将在明年全部完成。
基因组的细微手术
这项工作首次实现了真核生物合成基因组的构建，真核生物包括动物、植物和真菌等具有细胞核的生物体。酵母因其基因组结构紧凑且易于操作，成为该项目的理想选择。
酵母在人类历史上扮演了重要角色，从古至今在烘焙、酿造中发挥着关键作用，近年来更在化学生产和生物研究中展现出其价值。这使得酵母成为合成基因组研究的不二之选。
诺丁汉大学的Ben Blount博士和伦敦帝国理工学院的Tom Ellis教授领导的团队，已经完成了合成酵母的第11条染色体。这一项目耗时10年，涉及大约660,000个碱基对的DNA序列构建。
合成染色体已经成功替换了酵母细胞中的一条天然染色体，并通过精心的调试，使得改造后的细胞能够以与天然细胞相同的健康水平生长。
项目将为酵母细胞赋予新功能
Sc2.0项目的合成基因组并非简单复制自然基因组，而是设计了新功能，赋予了细胞在自然界中所不具备的新能力。
例如，研究人员可以迫使细胞改变其基因内容，创造出数百万具有不同特征的细胞变体，进而筛选出具有改进特性的个体，为医学、生物能源和生物技术等领域的应用提供了广阔前景。这一过程可以被视为一种超级进化。
此外，该团队还展示了合成染色体在研究染色体外环状DNA（eccDNA）方面的潜力。这些自由漂浮的DNA环被认为是衰老的因子，以及多种癌症（包括胶质母细胞瘤脑肿瘤）恶性生长和化疗药物耐药性的原因之一。
Ben Blount博士，作为该项目的首席科学家之一，表示：“合成染色体的构建本身就是一项巨大的技术成就，它将为我们研究和应用生物学开辟新的道路。这可能包括创造新的微生物菌株以实现更环保的生物生产，以及帮助我们更好地理解和对抗疾病。”
Tom Ellis教授，来自伦敦帝国理工学院合成生物学中心和生物工程系，补充说：“我们团队的工作为设计和制造合成染色体，甚至是更复杂的生物体如植物和动物的基因组奠定了基础。”
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