科学家研制出人工染色体

（德国之声中文网）一个国际研究小组在实验室中制出了含细胞核的染色体。作为首个人工酵母人工染色体，它仅含有16条染色体中的一个——即三号染色体，拥有27万个碱基对，并能赋予发面酵母新的功能。

发面酵母与人类有亲缘关系

人们可以采用这种酵母烤面包，制作葡萄酒，或者酿造啤酒。但这么做太奢侈了。因为这种来自位于巴尔的摩的约翰·霍普金斯大学的酵母含有一种染色体，它完全是在实验室中制成的。二十几名科学家和超过六十位大学生为此花了四年左右的时间。

项目创始人耶夫·伯克（Jef Boeke）解释说为什么会选择酵母，因为它们的遗传物质和高等生物的构成类似。酵母虽然是单细胞真菌----即一种微生物----但是，作为所谓的真核生物，它像植物，动物和人类一样，拥有一个细胞核。从基因的角度来看，酵母和人类有着比和细菌更加密切的亲缘关系。三号染色体虽然比所有的人类染色体都小，但是就原理而言，是一样的。

前身是人造细菌

在2010年5月，生物科学家克莱格·温特（Craig Venter）就大胆地向世界第一次宣布，首个其遗传物质在实验室中被完全制成的有机体已经出现。它是一种被称为支原体的小细菌。这虽属合成生物学上的一个突破，但是对生物技术而言，这么微小的细菌并不能引起注意，它会被选中，仅是因为它的基因组成是最小的。大概在同时间，耶夫·伯克开始打造自己的“酵母组织”。

酵母作为小型生化工厂

对于许多科学家来说，酵母项目比克莱格·温特的细菌更加重要，因为酵母对生物技术而言，有着极为重要的意义。酵母细胞在一个大型的不锈钢发酵罐中生产----类似一个反应堆----已经有药物如抗疟疾药物青蒿素，或针对肝炎的疫苗。今天，包括甜味剂，用以补充营养成分的产品，或者化妆品，已经由转基因的面包酵母制成。此一行业最大的“未来工程”是从植物原料中提取生物燃料。在这个项目上，酵母不是要把糖分转化为酒精，而是要把难以消化的纤维素直接转化为生物柴油，或者喷气燃料。目前，从酵母转化的生物燃料还不具备市场竞争力，但是长远来看，这可是一个可以创收巨大的市场。

设计而非复制

通过对生物技术的考虑，耶夫·伯克从一开始就计划，不是仅仅简单地复制酵母基因组而已----他想要的是对自然遗产的修订版本。研究人员的目标是，为发酵罐研制一种超级酵母，不过这种酵母若离开实验室和生物技术设施则无法生存。此外，这种酵母得是对不同的基因方面的进一步发展的基本支架。在人工组装的遗传物质那里，来自植物或者动物的不同的基因应该可以联接。耶夫·伯克因此称他的产品为“染色体设计师”。

纸牌游戏般的遗传学

为了使人工染色体可以简单快速地被改变，耶夫·伯克和他的同事在遗传物质中植入了特殊的识别序列。共98个重要基因分列两侧。借助它们的帮助，遗传信息现在可以像纸牌游戏一样，反复重新混合。如果酵母将基因，即遗传物质组装完毕，会包含5000个这种识别序列。通过不断的混合，遗传物质就等于处在一种快动作的进化中，在此，遗传材料会被不断改变，直到合适为止。

15个染色体还在试验之中

然而，人工制造三号酵母染色体仅仅是一个开始。要组合一个完全的酵母基因组，还需要在实验室中把15个酵母染色体组成在一起。这一共是两千万个遗传构建块。三号染色体在整个酵母基因组中，只不过占1.5 ％而已。余下的工作至少还需要四到五年的时间。只是一个酵母，离合成生物学的目标当然还很遥远。

先造酵母，后造人？

人或者别的哺乳动物，拥有比面包酵母大约多150倍的遗传信息。存储遗传信息的原理却是一样的。如果谁可以把30亿个基因组合正确地组合，并由此建立染色体，他也就可以在实验室中创造或者修改一个人----比如一个尼安德特人。当然，这不是计划之内的。但是一头大象，通过基因遗传与转换变成一头长毛象，却属于科学界乐意探讨的范围中。

作者：Michael Lange 编译：简如

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