人类创造出仅有1条或2条染色体的酵母菌株

2018年08月02日11:19  来源:科技日报
 

英国《自然》杂志1日在线发表了两项遗传学重磅研究:中美两国科学家已经创造出仅有1条或2条染色体而非传统16条染色体的新型酵母菌株,融合酵母全部染色体未显著损害细胞适应性。

真核生物的基因组分散在多条染色体,染色体数量因物种而异。譬如,人类拥有23对染色体,但我们的猿类表亲拥有24对,而雄性杰克跳蚁只有1条染色体。这些差异可能源于偶然的融合或基因组加倍事件,但目前科学界还不清楚多条染色体具有什么优势,更重要的是,物种对于染色体总数的变化究竟有多大的“忍耐度”。

在这两项最新研究中,中美科学家们使用CRISPR-Cas9技术对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的基因组进行编辑,创建了一系列染色体逐渐减少的酵母菌株。中国科学院的覃重军等人创造了将所有遗传信息融合进单个染色体的酵母菌株,而美国纽约大学朗格尼医学中心合成生物学专家杰夫·伯克等人则创建了含有2条染色体的菌株。

尽管融合显著改变了三维染色体结构,但是除了删除了少数非必需基因外,新菌株所含的遗传物质与正常酿酒酵母相同。经证实,人工改造的酵母细胞出乎意料地稳健,在不同的培养条件下,没有表现出重大的生长缺陷。然而,融合染色体菌株确实表现出小的适应性限制和有性生殖缺陷,因此它们可能会快速地被天然的菌株淘汰。这些新发现也将有助于解释拥有较多染色体的优势。

2012年,中美联合推动Sc2.0(真核生物酵母人工基因组合成)国际合作计划,并由中国科学家人工合成16条酿酒酵母染色体中的4条,占国际已完成数量的66.7%。

这一系列研究将进一步加强我们对生命过程的调节和控制能力。

(责编:陈晨、轩召强)
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