基因组再造：改写“生命剧本”

遗传密码通常包含64个密码子，然而来自美国哈佛医学院的科研人员却偏偏不走寻常路，他们竟然设计出了只包含57个密码子的大肠杆菌基因组。

在2016年8月18日美国《科学》杂志发表的这项“逆天”的研究中，研究人员换下了大肠杆菌64个遗传密码子（为氨基酸指定遗传代码的序列）中的7个。他们提出，在将大肠杆菌的基因组削减到57个密码子后，可以重建7个空白密码子，用来导入非标准的氨基酸，这将为工业应用构建出更广泛的蛋白质打开大门。

不仅如此，他们如今能够通过在55个片段（每一个片段的长度为5万个碱基对）中合成脱氧核糖核酸（DNA）从而减少遗传密码子的数量。研究人员还将这些碎片组装到一个有功能的大肠杆菌中。

此前，科研人员发现在大肠杆菌中重新编码单个氨基酸是可行的，从而可以使这种细菌包含在自然界中不存在的氨基酸。

这样形成的重编程生物体对病毒性感染具有高度抵抗力，这是因为它们不再含有病毒生存所需的所有自然生物体共有的遗传机制。它们的制造同时还可以完全依赖于其食物中的合成氨基酸，从而减少了对重新编码的细菌能够逃出实验室并在野外肆虐的担心。

在这项新研究中，研究人员将重编码基因组分为87个片段，随后将每个片段整合到独立的大肠杆菌菌株中，删除对应的野生型DNA以检测其生存力。在已发表的这篇论文中，研究人员回顾了对87个基因组片段中的55个（覆盖了63%的重编码基因组）进行验证的结果。

参与该项研究、在西雅图市华盛顿大学任职的合成生物学家Marc Lajoie表示：“这个项目具有前所未有的规模，这是有史以来完成的最大的完全人工合成的基因组，并且是迄今为止被引入一个基因组的最具功能性的变化。”

如今，该研究小组正在尝试将他们的重编码大肠杆菌的DNA片段缝合到一个连续的基因组中。随后研究人员会测试这个再造的生物体是否具有生命。

可以说，这项研究是推动设计具有新属性的生物体的重要一步，例如抵抗病毒的传染性。与此同时，这项研究是一个示范，表明此类彻底的再造工程是可行的。

本文来源于：科学新闻

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