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据新华社华盛顿1月24日报道,美国斯克里普斯研究所领导的一个研究小组最近宣布,他们已经通过优化人工基地和其他方式创造了“稳定”的半合成生物,这对未来生物医学的发展意义重大,也是创造新生命形式的重要一步。
斯克里普斯研究所负责这项研究的弗洛伊德·罗梅斯·伯格教授在23日的一份声明中说:“我们已经让这种半合成生物更像生命了。”。这项研究发表在美国国家科学院杂志上。
自然界所有生命的遗传物质由4个碱基组成,腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G),其中α和β、C和G分别配对。
2014年,Romes Berg和其他人宣布他们已经制造了两个匹配的人工碱基X和Y,并成功地将这一新的碱基对插入大肠杆菌的DNA(脱氧核糖核酸)中,制造出第一个半合成生物。
人工基地研究被美国杂志《科学》评为2014年十大科学突破之一。然而,不足之处在于产生的半合成生物生长缓慢,非天然碱基X和Y不能永久传递,并且会随着细胞分裂而迅速消失。
在新的研究中,罗梅斯·伯格和其他人做了三大改进。首先,他们优化了使用的核苷酸运输工具,加速了大肠杆菌的生长,并在分裂过程中容易地保留了碱基X和Y。第二,人工碱基Y被优化,并且在DNA复制过程中更容易被合成DNA分子的酶识别,从而使细胞更容易复制人工碱基对。第三,研究人员使用最新的基因编辑工具CRISPR-Cas9开发了一种错误检查工具,该工具将不含X和Y碱基对的基因序列视为外来入侵者,这样不含X和Y碱基的细胞将被破坏。
实验结果表明,经过60次细胞分裂后,优化后的半合成生物细胞仍保持X和Y碱基。据此,罗梅斯·伯格认为,他们的改进措施使半合成生物细胞在分裂过程中能够无限期地保留两个人工碱基。(记者林)
罗梅斯·伯格还强调,这项工作使用单细胞生物,而不是更复杂的生物。目前,生产的半合成生物的实际应用仍然是零,只能用于储存遗传信息,但将来可以用于帮助单细胞生物创造新的功能,从而在新药研发中发挥重要作用。