美國(guó)生物學(xué)家人工合成出兩個(gè)染色體片斷并將其放入一個(gè)活酵母菌體內(nèi)，酵母菌仍能正常存活，未出現(xiàn)明顯異常?？茖W(xué)家們計(jì)劃在接下來(lái)的5年內(nèi)用人造基因組取代酵母菌的所有基因組，讓其進(jìn)化出新菌株。

    約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的生物學(xué)家杰夫-博伊科領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)不僅從頭設(shè)計(jì)并制造出了新的基因組，也找到了“拼湊”這些基因組以制造出新染色體的方法。此前曾有研究人員人工合成過(guò)一種細(xì)菌的基因組，但細(xì)菌屬于原核生物，而酵母屬于更高級(jí)的真核生物。本次研究是世界上首次成功合成真核生物的部分基因組，標(biāo)志人工合成生物基因組的研究又邁出了重要步伐。

    酵母菌有16個(gè)染色體，所有染色體都已被排序。博伊科團(tuán)隊(duì)首先用已知的染色體序列做起點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)出新序列，隨后剝?nèi)チ怂胁粸榈鞍踪|(zhì)編碼的不必要基因，接著在所有不必要基因的終端添加了標(biāo)記物，標(biāo)記物可在不殺死酵母菌的情況下被修改或刪除，而一種名為Cre的酶會(huì)攻擊這些標(biāo)記并在標(biāo)記點(diǎn)之間交換基因。最終，博伊科團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室制造出了兩個(gè)新的染色體片斷，并將其插入一個(gè)活酵母菌體內(nèi)，用其替代9號(hào)染色體和6號(hào)染色體的一部分。

    博伊科打算繼續(xù)使用這種基因交換技術(shù)改變酵母菌的其他染色體，因?yàn)樵摲椒ㄖ会槍?duì)非必需基因，并不會(huì)干擾其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在很大程度上，科學(xué)家們能制造出健康的酵母菌。這種基因交換技術(shù)能測(cè)試不同的基因排列對(duì)酵母菌的影響，比如用來(lái)探索基因組被刪去多少后生物仍能存活，或是探索基因組被打亂、改變到什么程度才會(huì)產(chǎn)生新物種。“取出一個(gè)酵母菌基因并將其插入基因組中的某處，你有可能得到一個(gè)健康的酵母菌，或許我們會(huì)發(fā)現(xiàn)基因組結(jié)構(gòu)內(nèi)還有些隱藏的規(guī)則。”博伊科說(shuō)。

    除了用于制造面包和啤酒，普通的酵母菌也已被用來(lái)制造疫苗?？茖W(xué)家們也制造出了能用于合成生物燃料的轉(zhuǎn)基因酵母菌。通過(guò)這種新的人工合成基因技術(shù)，科學(xué)家能夠得到不同屬性的酵母，比如生長(zhǎng)率、對(duì)藥物敏感程度、溫度敏感性都不同的酵母，用于不同目的研究。