合成生物学实现突破：首例人造单染色体真核细胞“诞生”

　　原标题：世界首例人造单染色体真核细胞，“诞生”在上海！中国实现合成生物学里程碑式突破

　　新民晚报讯（记者 董纯蕾 实习生 冯琪）中国，不仅是酵母最可能的“故乡”，而且已成为“人造最简约酵母”的发明地。 世界首例人造单染色体真核细胞——只拥有一条染色体的酵母，“诞生”在上海！这是人类首次通过实验手段系统改造一个物种的染色体数目。成功创建了这一奇妙的“人造生命”，意味着中国实现了合成生物学的里程碑式突破！

　　记者今天上午从中科院在上海举办的新闻发布会上获悉，中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室覃重军研究团队与合作者，在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞，该成果于北京时间今天凌晨在国际著名学术期刊《自然》（Nature）在线发表。这一成果完全由中国科学家独立完成，打破了教科书中原核生物与真核生物的界限，让人类了解到生命形式也可以通过人工改造化繁为简，同时为进一步研究人类细胞衰老提供了良好的模型。

　　人类能否创造生命？ 2010年，美国科学家J. Craig Venter和他的科研团队在《科学》（Science）报道了世界上首个“人造生命”——含有全人工化学合成的与天然染色体序列几乎相同的原核生物支原体，引起了轰动。此次，中国科学家实现突破的是比原核生物更高等的真核生物的“人造”。以覃重军研究组为主的中国研究团队，成功地将单细胞真核生物酿酒酵母天然的十六条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。这意味着，天然复杂的生命体系可以通过人工干预变得简约，自然生命的界限可以被人为打破，甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命。

　　生物学教科书中将自然界存在的生命体分为：具有被核膜包裹染色体细胞核的真核生物和染色体裸露无核膜包裹的原核生物。众所周知，染色体携带了生命体生长与繁殖的遗传信息。真核生物通常含有线型结构的多条染色体，而原核生物通常含有环型结构的一条染色体。

　　覃重军研究员大胆地假设真核生物也能像原核生物一样，用一条线型染色体装载所有遗传物质并完成正常的细胞功能。在“大胆猜想”之后，他与薛小莉副研究员“工程化精准设计”了定制人造单染色体酵母的指导原则以及理性分析、实验设计、工程化推进的总体方案。博士生邵洋洋从2013年开始尝试并发展高效的染色体操作方法。历经4年时间，通过15轮的染色体融合，最终成功创建了只有一条线型染色体的酿酒酵母菌株SY14。

　　此后，覃重军研究组进一步与合成生物学重点实验室赵国屏院士研究组、中科院生物化学与细胞生物学研究所周金秋研究员研究组、武汉菲沙基因信息有限公司及军事医学科学院赵志虎研究员等团队合作，深入鉴定SY14的代谢、生理和繁殖功能及其染色体的三维结构。研究发现，虽然人工创建的单条线型染色体的三维结构发生了巨大变化，但SY14酵母具有正常的细胞功能，并未因为染色体数量的简化而失能。这也就颠覆了染色体三维结构决定基因时空表达的传统观念，揭示了染色体三维结构与实现细胞生命功能的全新关系。