相关研究结果10日以封面文章的形式在国际知名学术期刊《科学》发表，我国也成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。来自天津大学、清华大学和深圳华大基因研究院的研究人员介绍，该研究利用小分子核苷酸精准合成了活体真核染色体，首次实现人工基因组合成序列与设计序列的完全匹配，所得到的酵母基因组具备完整的生命活性。
染色体
2010年，美国科学家首次将人工合成的基因组植入一个原核细菌，开启了化学合成生命的研究大门。天津大学化工学院教授元英进告诉记者，原核生物基因组虽已合成成功，但其染色体相对简单，动物、植物、真菌等真核生物具有多条线性染色体，生命形式更复杂丰富，我国科学家在此次研究中解决了一系列科学难题。
研究中，基因组实际序列与设计序列的精确匹配至关重要。清华大学生命科学学院研究员戴俊彪说，研究人员创建了基因组缺陷靶点快速定位与精确修复方法，确保化学合成的基因组具有高度的生命活性。
合成生物技术将解决更多难题 专家设想细菌吸霾解决污染
研究者说，如果把基因组测序比作“读懂生命密码”，基因组合成就是“编写生命密码”，从“读”到“写”，人类向着“生命2.0”的梦想又迈进了一大步。
染色体
从“读”到“写”：生命认识的巨大飞跃
合成的染色体经过精致的人工设计：删除了研究者认为无用的DNA，加入了人工接头，总体长度比天然染色体缩减8%。
“人工合成染色体的价值，在于实现对基因的操控。”天津大学化工学院教授元英进说，如果合成的染色体与所取代的天然染色体完全相同，仅仅是“知其然”，但重新设计了染色体并确保细胞活性，说明研究人员已经开始“知其所以然”。
元英进说，此次研究解决了合成单细胞真核生物的基本科学问题，为未来设计、构建复杂的真核生物细胞提供了更多知识储备。
“生命2.0”：有望解决人类医学难题
由于酿酒酵母是遗传学研究常用的一种模式生物，人工合成的酿酒酵母染色体，能够为癫痫、癌症、智力发育迟缓和衰老等人类面临的医学难题提供研究与治疗模型。
元英进举例说，利用酵母菌细胞可以研究染色体异常，如果找到并修复细胞的基因组失活点，有望治疗因染色体异常而导致的发育异常。
“如同建房子，人类从天然洞穴起步，建筑材料越来越好，形式越来越美。生命也是一样，通过人工设计、化学再造，未来可以想象有2.0、3.0，版本越来越高。”元英进说。
华大基因合成生物学项目负责人沈玥说，应用生物技术，酿酒酵母理论上可以合成人类赖以生存的一切有机物。
中国科学院院士杨焕明认为，当科学家完全掌握了设计、合成酿酒酵母染色体的技术后，可以更便捷地改进酿酒酵母适应环境的能力，让发酵罐生产出更多样化、成本更低廉的食物和能源等。
“试想有一种细菌，能把垃圾快速分解，或者把霾全部吸收。”清华大学生命科学学院研究员戴俊彪说，科学家希望利用合成生物技术，解决污染、能源短缺等人类面临的难题。
创造生命？目前还做不到“无中生有”
不过，虽然此次人工合成的酿酒酵母染色体有着精巧设计，它们仍然是天然染色体的模仿品。“我们对生命的了解还远远不够，还做不到‘无中生有’。”戴俊彪说。
戴俊彪将之比作“二手房装修”：风格可以迥然一变，但房间还是原来的房间，并非从零开始盖房。另外，科学家目前着力于设计和建构染色体，然后将人工合成的染色体植入原有的天然细胞中。戴俊彪说，若要重新设计、建构整个细胞，还有非常漫长的一段路要走。
