美科学家合成最小基因组:向生命之谜迈进一步

科普中国网  |   2016-03-31 14:05

 

  与人类携带的两万个基因相比,这个名为Syn3.0的人造细菌基因组仅有473个基因。

  首席研究员、人类基因组排序先驱克雷格·文特尔与克莱德·哈钦森及同事,尚未确定其中149个基因的具体功能。不过,研究人员在其他生物体中发现了数个潜在同源基因。这表明,这些基因对功能待定的通用蛋白进行编码。

  文特尔解释道:“回答关于生命基本问题的唯一方法就是获得最小基因组。而这么做的唯一方法或许就是尝试人工合成一个基因组。”

  于是科学家们将目光对准了支原体,因为这是在能够自我复制的细胞中,已知的拥有最小基因组的细菌。

  文特尔说:“假若你对飞机一无所知,现在要研究一架波音777,你试着通过移除飞机零件而找到它们所对应的功能。你将右翼的引擎移除,飞机仍能正常起飞降落。那么你就可以得出结论,这个东西是非必要零件,而在你移除另一个引擎之前,你都无法察觉到它的重要性。这就是生物学领域不断上演的一幕,即我们最初认为的非必要成分可能是成对基因中的一个,直到我们将它的对应物移除后,才能发现它的必要性。”

  研究得到的一个关键结论就是,某些最初被划为“非必要”的基因,实际上作为第二基因也执行了同样重要的功能。这就意味着,在最小基因组中,我们必须保留成对基因中的一个。

  最小基因组不包括能够修改和限制基因组的基因,而且也没有编码脂蛋白的大多数基因。不过,最小基因组囊括了几乎所有参与读取和表达遗传信息、以及跨代保存遗传信息的基因。

来源:科普中国网

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