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技术突破!中国科学家超越国际同行:将16条染色体合一

2018-08-02 来源:澎湃新闻  浏览:    关键词:
摘要:中国科学家在合成生物学领域取得新突破。现代生活几乎离不开酿酒酵母,它存在于成熟的葡萄表面,它给人们带来了啤酒和松软的面包。在漫长的进化过程中,酿酒酵母选择将其染色体数目稳定在16条(单倍体),但科学家通过使用基因魔剪技术,能将它的各条染色体融合,16归二(16条融合成2条),或者16归一(16条融合成1条)。科学家们研究发现,即使其染色体数目大规模减少至一条或两条,酿酒酵母仍然可以相对正常地生长。那么,为什么酿酒酵母选择了“16”,人类选择了“23”(单倍体),而非更多或更少?成功融合、缩减酿酒酵母的染色

中国科学家在合成生物学领域取得新突破。

现代生活几乎离不开酿酒酵母,它存在于成熟的葡萄表面,它给人们带来了啤酒和松软的面包。

在漫长的进化过程中,酿酒酵母选择将其染色体数目稳定在16条(单倍体),但科学家通过使用基因魔剪技术,能将它的各条染色体融合,16归二(16条融合成2条),或者16归一(16条融合成1条)。

科学家们研究发现,即使其染色体数目大规模减少至一条或两条,酿酒酵母仍然可以相对正常地生长。

那么,为什么酿酒酵母选择了“16”,人类选择了“23”(单倍体),而非更多或更少?成功融合、缩减酿酒酵母的染色体及其数目,展示了科学家们高超的遗传操作技术。

澎湃新闻(www.thepaper.cn)获悉,8月2日凌晨,同时在线发表在国际顶级学术期刊《自然》(Nature)上的两篇研究论文显示,在这一领域的竞争上,中国科学家走在了国际同行前面:美国纽约大学生物化学与分子药理学系教授、系统遗传学研究所主任杰夫博伊科(Jef Boeke)带领的研究团队将酿酒酵母的染色体缩减到两条,但来自中国科学院的科学家覃重军带领的研究团队与其合作者一同将酿酒酵母的染色体缩减到一条,被改造后的酵母仍能存活。

最终留存的这条唯一的染色体被称为“超级染色体”。

研究人员发现,在各种条件或胁迫下生长时,染色体数目减少,不会导致酵母菌出现严重地生长缺陷。

覃重军是中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室的研究员。

他和合作者在研究中比较了缩减至不同数目时酿酒酵母菌染色体的高级结构的变化。

《自然》杂志上随两篇研究论文一同发表的评论文章称,染色体数目缩减后的酵母菌株将作为强大资源支撑后续研究,比如作为工程菌研究染色体的复制、重组、分离等基本问题。

酵母菌的每一条染色体都像一根长棍或棒,棒的两端戴着“帽子”,被称为端粒,起保护作用。

每根棒中间有一个“结”,被称为着丝粒。

研究人员融合染色体时,摘下“帽子”,切掉其中一个“结”。

评论认为,导致两个团队最终结果出现巨大差异的原因可能在于,他们在融合染色体时,采用了不同的融合顺序,而且他们删减掉的DNA序列也尽不相同。

此前,作为重要的模式生物,酵母菌被用于研究衰老等问题。

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