“人工合成生命”獲重大突破推開生命之門

3月10日，天津大學、清華大學、華大基因的中國科學家在真核生物基因組設計與化學合成方面的重大突破成果，登上國際頂級學術期刊《科學》的封面。

這意味著，非生命物質與生命之間的界限已經打開，“設計生命、再造生命和重塑生命”的進程將隨之提速。

科學家們完成了4條真核生物釀酒酵母染色體的從頭設計與化學合成，這些基因修飾的酵母已經用來制作疫苗、藥物和特定的化合物。

合成生物學是繼“DNA雙螺旋發現”和“人類基因組測序計劃”之后，以基因組設計合成為標志的第三次生物技術革命。釀酒酵母基因組合成計劃（Sc2.0計劃）由美國科學院院士杰夫·伯克發起，由美國、中國、英國、法國、澳大利亞、新加坡等多國研究機構參與并分工協作，致力于設計和化學再造完整的釀酒酵母基因組。

作為該計劃在中國最早的參與者，天津大學化工學院教授元英進此次在《科學》期刊上以通訊作者身份發表了2篇論文。

生物學界內最大的劃分依據并不是植物和動物，而是以原核生物和真核生物來區分。原核生物的基因組相對簡單，而動物、植物、真菌等等真核生物的DNA既豐富又復雜，通常會包含數億甚至數十億堿基對信息，同時遺傳物質DNA通常被分配到不同的染色體中，而這些染色體又深藏在細胞核的特定區域。所以，合成一個真核生物的基因組是一項非常艱巨的任務。

元英進在接受采訪時表示：“化學合成酵母一方面可以幫助人類更深刻地理解一些基礎生物學的問題，另一方面可以通過基因組重排系統實現快速進化，得到在醫藥、能源、環境、農業、工業等領域有重要應用潛力的菌株。”

Sc2.0計劃旨在重新設計并合成釀酒酵母的全部16條染色體。這次科學家們共完成了5條染色體的化學合成，其中中國科學家完成了4條，占完成數量的66.7%。元英進帶領的天津大學團隊完成了5號、10號染色體的化學合成，并開發了高效的染色體缺陷靶點定位技術和染色體點突變修復技術。戴俊彪研究員帶領清華大學團隊完成了當前已合成染色體中最長的12號染色體的全合成。深圳華大基因研究院團隊聯合英國愛丁堡大學團隊完成了2號染色體的合成及深度基因型-表型關聯分析。

據了解，天津大學在國內率先開展合成生物學研究，一直致力于合成生物學前沿領域科學研究。2012年，該校開設了構建人工基因組本科生課程，將國際最前沿科學研究與本科教育相結合。

然而，用化學物質創造新型生命，生物安全和倫理考量是不得不面對的難關和問題。

為此，天津大學2016年成立了生物安全戰略研究中心。作為特色高端智庫，該中心以生物技術安全防護、國際政策與應對、國家生物安全體系建構為研究方向，在生物技術發展、生物軍控履約、國際法等多領域開展決策咨詢與信息追蹤服務，為國家政策的制定與完善、公約會議的研判與應對提出了決策建議。

來源：《觀察者》