科学家制造出“稳定”的半合成有机体

作者：林小春文章来源：新华网发布时间：2017-02-06

由美国斯克里普斯研究所领导的一个研究小组近日宣布，他们通过优化人工碱基等途径，制造出“稳定”的半合成有机体，对未来的生物医疗开发具有重要意义，也朝着创造新生命形式迈出重要一步。

“我们让这个半合成有机体更加像生命，”负责这项研究的斯克里普斯研究所教授弗洛伊德·罗梅斯伯格23日在一份声明中说。研究发表于美国《国家科学院学报》上。

自然界生命多姿多彩，但所有这些生命的遗传物质仅由4个碱基构成，分别是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)，其中A与T，C与G分别配对。

2014年，罗梅斯伯格等人宣布，他们制造出两个相配对的人工碱基X与Y，并将这个新的碱基对成功插入大肠杆菌的DNA(脱氧核糖核酸)中，制造出第一个半合成有机体。

人工碱基研究被美国《科学》杂志评为2014年十大科学突破之一。但不足在于，所制造的半合成有机体生长缓慢，而且非自然碱基X与Y无法永久性传递下去，会随着细胞的分裂很快消失。

罗梅斯伯格等人介绍了新研究的三大改进。首先，他们优化了所使用的核苷酸转运工具，加快了大肠杆菌的生长速度，并在分裂时容易保留碱基X与Y;第二，人工碱基Y获得优化，更容易在DNA复制过程中被合成DNA分子的酶识别，从而让细胞更容易复制人工碱基对;第三，研究人员利用最新基因编辑工具CRISPR-Cas9开发了一个查错工具，它会把不含X与Y碱基对的基因序列视为外来入侵者，这样不含X与Y碱基的细胞将被销毁。

实验结果显示，优化后的半合成有机体细胞分裂60次后依然保持有X与Y碱基。罗梅斯伯格据此认为，他们的改进措施让半合成有机体细胞在分裂过程中能无限保留两个人工碱基。

他强调，这项工作使用的是单细胞生物，而不是更复杂的有机体。所制造的半合成有机体的实际应用目前还是零，只能用来存储基因信息，但将来可用于帮助创造单细胞有机体的新功能，从而在新药研发等方面发挥重要作用。

研究人员在论文中写道，这项工作是创造具有完全非自然属性与特征的有机体工作的一个起点，稳定的半合成有机体“可能为实现合成生物学的中心目标奠定基础，即创造新的生命形式与功能”。