世界首個真核生物全部染色體實現人工合成合成生物領域重大進展

11月8日，由美國、中國、英國、新加坡、澳大利亞等國合作的「人工合成酵母基因組計劃（Sc2.0 Project）」最新研究成果在世界頂級期刊《Cell》及其子刊發布，此次成果發布標誌著世界首個真核生物全部染色體的從頭設計與合成正式完成，合成生物學領域的科學里程碑項目取得重大進展，為未來合成基因組學的研究提供重要參考。

華大作為中國主要參與單位之一，在整體項目中聯合合作單位承擔了酵母2號、7號、13號染色體的從頭設計與全合成（300萬個堿基），約占項目總合成量的四分之一。

記者了解到，Sc2.0項目於2011年啟動，旨在重新設計並合成釀酒酵母的全部16條染色體，這是人類首次嘗試對真核生物的基因組進行從頭設計合成。

酵母是科學家們研究真核生物生命活動的經典模式生物，其細胞結構和生理過程相對簡單而具有代表性，在人類社會中被廣泛應用於生物降解、食品加工、醫藥等領域。人工合成酵母基因組，能夠幫助大眾更好地理解人類等高等真核生物的基因功能和調控機製，加速合成生物學的產業應用。

世界首個真核生物全部染色體實現人工合成。（示意圖 / vcg）

截至目前，Sc2.0項目國際協作組完成了酵母剩余共10條染色體的從頭設計與全合成，相關研究成果以專輯和封面文章形式發表於《Cell Genomics》。其中，華大聯合英國曼徹斯特大學與紐約大學醫學中心等研究團隊完成了酵母7號染色體的從頭設計合成，並構建合成型酵母的非整倍體疾病模型，為染色體異常疾病的研究提供了新策略。此外，英國曼徹斯特大學牽頭，華大參與構建了一條全新的tRNA染色體，獲得了合並多條合成染色體的菌株，相關成果發表於《Cell》。

在華大此次主導完成的7號染色體研究項目中，研究團隊基於合成型酵母，構建酵母非整倍體疾病模型，並發現了在表型恢復過程中起到關鍵作用的基因。「非整倍體通常指細胞染色體數目發生非整倍變化的異常情況，在人類癌癥細胞基因組中普遍存在，與胚胎致死、腫瘤和衰老等息息相關。」華大生命科學研究院合成生物學平台主任科學家付憲介紹道，「此項研究中，我們建立了遺傳背景清晰且高度可控的非整倍體研究模型，能夠為後續研究提供新策略。同時，該模型或有望應用於非整倍體疾病的致病靶點和相關藥物的篩選。」