從巨大的藍鯨到微小的細菌——所有生物的藍圖都是由它們基因組中的四個堿基對序列編碼的。現(xiàn)在，研究人員合成了最小的基因組，可以讓生命成為可能：53.1萬個堿基對，構成473個基因，然后可以賦予細菌代謝和繁殖的能力。然而，在大約三分之一的這些基因中，這種功能仍然未知。在基因組最小的新細菌的幫助下，研究人員現(xiàn)在想進一步破譯生命的基本知識。
由美國生物化學家克雷格文特爾(Craig Venter)領導的團隊在2010年登上了頭條，成功地用完全人工設計的基因組創(chuàng)造了活細菌。研究人員通過特殊的基因工程重新合成了基本配對分枝桿菌的遺傳物質。然后，他們將實驗室產生的遺傳物質植入密切相關的細菌摩羯座支原體的細胞中，該細菌之前已經去除了自己的遺傳物質。最后，受體實際上實現(xiàn)了一個新的“生物軟件”:山羊支原體細胞變成了人工支原體細菌，稱為JCVI-syn1.0。
哪些基因絕對至關重要？
對于他們目前的研究，研究人員現(xiàn)在已經開始研究這樣一個問題：JCVI syn1.0基因組可以縮小到什么程度——哪些遺傳因素對于以最簡單的形式實現(xiàn)生命是絕對必要的？事實上，除了基因組中未使用的序列之外，所有生物中都有許多基因，它們的功能對于基本的生命過程來說并不是必需的。在這方面，支原體的基因組已經是創(chuàng)紀錄的極簡主義者。但是正如研究人員現(xiàn)在展示的，許多遺傳物質可以被刪除。
為了找出哪些基因在基本功能中是可有可無的，研究人員刪除了一個又一個基因，并檢查了沒有相應的遺傳物質，細菌是否還能存活。如果發(fā)現(xiàn)基因不需要生存，就會從基因組中剔除。在這個基因減肥過程的最后，終于有了一個只包含473個基因的基因組——大約是原始基因組的一半。它是最小的基因組，仍然允許獨立生存。呼吸生命的細菌現(xiàn)在被稱為JCVI綜合癥3.0
巨大的研究潛力
研究人員報告說，轉基因生物的473個基因現(xiàn)在提供了更多的研究潛力：盡管它們顯然有如此重要的基礎，但其中31%的基因具有不清楚的生物功能。到目前為止，他們只能說這些基因明顯出現(xiàn)在其他生物身上。這似乎表明這些基因實際上介導了基本的生物功能。
除了研究生物學和進化的基礎知識，JCVI-syn3.0現(xiàn)在代表了合成生物學新興分支的一個里程碑。人工遺傳物質的微生物有許多可能的用途：從藥物到生物燃料，實驗室的“創(chuàng)造”可以產生許多令人垂涎的物質。然而，批評人士也警告說，這種新技術可能存在內在風險：例如，恐怖分子可以生產生物燃料，或者人造生物可能在環(huán)境中傳播，因此他們感到擔憂。除了研究生物學和進化的基礎知識，JCVI-syn3.0現(xiàn)在代表了合成生物學新興分支的一個里程碑。人工遺傳物質的微生物有許多可能的用途：從藥物到生物燃料，實驗室的“創(chuàng)造”可以產生許多令人垂涎的物質。然而，批評人士也警告說，這種新技術可能存在內在風險：例如，恐怖分子可以生產生物燃料，或者人造生物可能在環(huán)境中傳播，因此他們感到擔憂。
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