寿命最短的遗传物质

从巨大的蓝鲸到微小的细菌——所有生物的蓝图都是由它们基因组中的四个碱基对序列编码的。现在，研究人员合成了最小的基因组，可以让生命成为可能：53.1万个碱基对，构成473个基因，然后可以赋予细菌代谢和繁殖的能力。然而，在大约三分之一的这些基因中，这种功能仍然未知。在基因组最小的新细菌的帮助下，研究人员现在想进一步破译生命的基本知识。

由美国生物化学家克雷格文特尔(Craig Venter)领导的团队在2010年登上了头条，成功地用完全人工设计的基因组创造了活细菌。研究人员通过特殊的基因工程重新合成了基本配对分枝杆菌的遗传物质。然后，他们将实验室产生的遗传物质植入密切相关的细菌摩羯座支原体的细胞中，该细菌之前已经去除了自己的遗传物质。最后，受体实际上实现了一个新的“生物软件”:山羊支原体细胞变成了人工支原体细菌，称为JCVI-syn1.0。

哪些基因绝对至关重要？

对于他们目前的研究，研究人员现在已经开始研究这样一个问题：JCVI syn1.0基因组可以缩小到什么程度——哪些遗传因素对于以最简单的形式实现生命是绝对必要的？事实上，除了基因组中未使用的序列之外，所有生物中都有许多基因，它们的功能对于基本的生命过程来说并不是必需的。在这方面，支原体的基因组已经是创纪录的极简主义者。但是正如研究人员现在展示的，许多遗传物质可以被删除。

为了找出哪些基因在基本功能中是可有可无的，研究人员删除了一个又一个基因，并检查了没有相应的遗传物质，细菌是否还能存活。如果发现基因不需要生存，就会从基因组中剔除。在这个基因减肥过程的最后，终于有了一个只包含473个基因的基因组——大约是原始基因组的一半。它是最小的基因组，仍然允许独立生存。呼吸生命的细菌现在被称为JCVI综合症3.0

巨大的研究潜力

研究人员报告说，转基因生物的473个基因现在提供了更多的研究潜力：尽管它们显然有如此重要的基础，但其中31%的基因具有不清楚的生物功能。到目前为止，他们只能说这些基因明显出现在其他生物身上。这似乎表明这些基因实际上介导了基本的生物功能。

除了研究生物学和进化的基础知识，JCVI-syn3.0现在代表了合成生物学新兴分支的一个里程碑。人工遗传物质的微生物有许多可能的用途：从药物到生物燃料，实验室的“创造”可以产生许多令人垂涎的物质。然而，批评人士也警告说，这种新技术可能存在内在风险：例如，恐怖分子可以生产生物燃料，或者人造生物可能在环境中传播，因此他们感到担忧。除了研究生物学和进化的基础知识，JCVI-syn3.0现在代表了合成生物学新兴分支的一个里程碑。人工遗传物质的微生物有许多可能的用途：从药物到生物燃料，实验室的“创造”可以产生许多令人垂涎的物质。然而，批评人士也警告说，这种新技术可能存在内在风险：例如，恐怖分子可以生产生物燃料，或者人造生物可能在环境中传播，因此他们感到担忧。

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