中国网/中国发展门户网讯 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在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞，该成果于北京时间2018年8月2日在国际知名学术期刊《自然》在线发表。这一成果在中科院B类先导专项“细胞命运可塑性的分子机制与调控”以及国家自然科学基金委和科技部等项目支持下，完全由中国科学家独立完成，是合成生物学具有里程碑意义的重大突破。
覃重军研究团队在讨论实验进展，左起分别是：覃重军、鲁宁、邵洋洋、薛小莉。杨正行摄
据介绍，以覃重军研究组为主的研究团队完成了将单细胞真核生物¾酿酒酵母天然的十六条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。该项工作表明，天然复杂的生命体系可以通过人工干预变简约，自然生命的界限可以被人为打破，甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命。
覃重军研究员与他的两千多页实验手稿。杨正行摄
此外，酿酒酵母是研究染色体异常的重要模型，1/3基因与具有23对染色体的人类基因同源。端粒是线型染色体末端的保护结构。人类的过早衰老与染色体的端粒长度直接相关。端粒的缩短还与许多疾病相关，包括基因突变，肿瘤形成等。与天然酵母的32个端粒相比，覃重军研究团队人工创造的单条线型染色体仅有2个端粒，为研究人类端粒功能及细胞衰老提供了很好的模型。
人造单染色体酵母与天然酵母细胞对比图，两者形态相似，但染色体的三维结构有巨大改变。中科院供图
该研究成果是通过经典分子生物学“假设驱动”与合成生物学“工程化研究模式”来探索解析生命起源与进化中重大基础科学问题的一个新范例。将天然复杂的酵母染色体通过人工改造以全新的简约化形式表现出来，是继原核细菌“人造生命”之后的一个重大突破。单染色体酵母的“诞生”，连同我国科学家参与的酵母染色体全人工合成工作，是继上世纪六十年代人工合成结晶牛胰岛素和tRNA之后，中国学者再一次利用合成科学策略，去回答生命科学领域一个重大的基础问题，即建立原核生物与真核生物之间基因组进化的桥梁。这是合成生物学“建物致知”理念的生动体现，为人类对生命本质的研究，开辟了新方向。