上海科学家在国际上首次人工创建单染色体真核细胞

北京时间今天凌晨1时，英国《自然》杂志在线发表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覃重军研究团队与合作者的论文“创建有功能的单染色体酵母”。
这是国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞，是合成生物学发展史上的一个重要里程碑。令科学家惊讶的是，当他们删繁就简地将酿酒酵母的16条天然染色体合并成一条人造染色体后，其生长、繁殖等性状竟与天然酵母无甚差别。这为人类认识生命进化开辟了一条全新道路。
真核生物的生长与繁殖的遗传信息分散在多条染色体上，而且染色体数量因物种而异。对它们来个“删繁撮要”会怎样？覃重军团队使用了大名鼎鼎的“基因魔剪”CRISPR-Cas9技术，编辑酿酒酵母的基因组，创建了一系列染色体逐渐减少的酵母菌株。最终，研究团队将16条天然染色体合并成了一条。
《自然》杂志在配发的“新闻与观点”中提到，尽管这种人工的染色体融合，显著改变了三维染色体结构，但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。
有意思的是，经实验证实，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，没有表现出明显的生长缺陷。这说明生物对于基因组的改变具有非常强的容忍度。
然而，融合染色体菌株确实表现出微小的适应性限制和有性生殖缺陷——人工菌株所产生的孢子存活率比天然孢子低了约十几个百分点，它们可能会快速地被天然菌株淘汰。这些发现或有助于解释拥有较多染色体的优势。

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