No.9 酵母长染色体的精准定制合成

正基因组设计合成是对基因组进行全新设计和从头构建,能够按需塑造生命,开启从非生命物质向生命物质转化的大门,推动生命科学研究由理解生命向创造生命延伸。然而,基因组合成面临长染色体难以精准合成、合成染色体导致细胞失活等难题。天津大学元英进、清华大学戴俊彪、深圳华大基因杨焕明等团队与合作者利用多级模块化和标准化人工基因组合成方法,基于一步法大片段组装技术和并行式染色体合成策略,实现了由小分子核苷酸到活体真核长染色体的定制合     

2017年中国十大科技进展新闻

1我国科学家利用化学物质合成完整活性染色体 我国科学家利用化学物质合成了4条人工设计的酿酒酵母染色体,标志着人类向"再造生命"又迈进一大步. 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,得到的酵母基因组具备完整的生命活性.     

人造单染色体酵母

正酿酒酵母是一种单细胞真核生物,其基因组装载在16条染色体上。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及其合作者首次人工创建了单条染色体的真核细胞,这是合成生物学领域具有里程碑意义的突破。两个研究团队用CRISPR基因组编辑技术,将酿酒酵母的16条染色体进行"剪切"和"粘贴",以合成新的染色体。美国纽约大学团队将16条染色体拼     

人工染色体研究进展

细菌人工染色体、噬菌体Ｐ１衍生人的人工染色体和酵母人工染色体是近年发展起来的ＤＮＡ克隆新技术。着重介绍了ＹＡＣｓ作为转移大分子外源ＤＮＡ的载体，在生物基因组分析析基因的结构与功能、表达与调控、定位与分离以及遗传病的基因治疗等研究领域的应用。比较了ＢＡＣｓ、ＰＡＣｓ和ＹＡＣｓ的主要特点。对哺乳动物人工染色体的研究情况也作了简要介绍。     

人工染色体研究进展

细菌人工染色体（ＢＡＣｓ）、噬菌体Ｐ１衍生的人工染色体（ＢＡＣｓ）和酵母人工染色体（ＹＡＣｓ）是近年发展起来的ＤＮＡ克隆新技术。着重介绍了ＹＡＣｓ作为转移大分子外源ＤＮＡ的载体，在生物基因组分析，基因的结构与功能、表达与调控、定位与分离以及遗传病的基固治疗等研究领域的应用。比较了ＢＡＣｓ、ＰＡＣｓ和ＹＡＣｓ的主要特点。对哺乳动物人工染色体的研究情况也作了简要介绍。     

封面

<正>01.Science本期《科学》封面插图是一个假想的酵母基因组结构模型,包括所有金色的合成染色体到白色的本机染色体的完成日期。三分之一的染色体在酵母基因组中现在已经设计并合成的合成酵母基因组计划,即Sc2.0。染色体的三维模型生成与高c方法。一个厚管形状的"信封"代表的生物群体染色体缠绕分子,半透明的提示显示30 nm纤维内部建模。02.Cell本期的封面故事主要关于水解酶在行动的话题。虽然能量依赖性蛋白质的蛋白酶的破坏已经被发现了30多年,但对于这种复杂的分子器如何使用ATP实现动力蛋白质降解仍     

科普中国

正"人造生命"成功:我国开启合成生物学研究新时代8月3日新华社报道,我国中科院分子植物卓越中心/植生生态所合成生物学重点实验室覃重军团队在最新一期国际科学期刊《自然》上发表论文,宣布首次人工创造出有生命活性的单染色体真核细胞,开启了合成生物学研究的新时代。1965年,我国科学家在世界上首次人工合成出与天然分子化学结构相同、有完整生物活性的蛋白质——结晶牛     

科普中国

<正>像搭积木一样合成“人工酵母”3月10日,《科学》杂志以7篇论文的专刊及封面文章形式发表了中外科学家利用化学物质成功合成5条人工设计的酿酒酵母染色体。“用计算机设计染色体,像搭积木一样搭好每个小模块。”中国科学家在合成酵母上取得了重大成果突破。     

不同进化历程下的异源四倍体小麦核型进化及其稳定性分析

以人工新合成、野生天然及栽培异源四倍体小麦为实验材料模拟四倍体小麦形成初期、自然进化及人工驯化等阶段，利用荧光原位杂交技术(FISH)对各群体进行核型的鉴定和比较分析.结果表明：新合成群体存在亚基因组间序列重组，重组位置主要集中在染色体长臂端部；野生天然群体积累了大量的序列重组，除3号同源群外，其他同源群均出现了近着丝粒区的片段渗入；栽培群体仍有新的重组现象出现，但与自然进化过程相比明显减少.各群体内的核型检测结果表明，人工新合成群体存在少量的染色体结构变化，野生天然和栽培群体则趋于稳定.本研究结果为明确多倍体作物在进化过程中的核型变化规律，了解其核型稳定程度提供重要的理论依据.     

生命的出现

近几十年来，研究人员从实验和哲学角度对起源于无活性化合物的生命进行了大量的研究。作者详细介绍了生命的转变过程。为了证明从无生命物质向最初细胞生命形式转变过程中系统复杂性的自发增加，该书结合一些合成和生物学的例子，分章描述了细胞模型的自组装、出现、自身复制、自我制造（autopoiesis）、合成隔间以及构造等系统过程。     

基因与基因组的精细合成原理和技术研究报告

合成生物学无论是对于理解生命的本质还是对发展改造生命的技术手段都具有非常重要的作用。在聚合酶拼接法(PCA)技术发明之后,随着大量设计引物和DNA测序的高效率和低成本,特别是大片段DNA的拼接、克隆等多项技术的建立和发展,使得从头合成大片段DNA甚至的微生物基因组成为现实。然而,作为一个新兴的领域,合成生物学仍面临着诸多的问题,无论是基础理论还是工程技术方面都还有待进一步的发展和完善。该课题重点发展"自下而上"的使能技术,包括DNA高通量、高保真合成和大片段DNA高效拼接。此外,亦进行染色体的改造来为天然产物的高效表达发展优化的底盘细胞。     

细菌人工染色体(BACs)

文章比较了YACs、BACs、PACs和MACs的主要特点，综述了细菌人工染色体的构建及其在基因组文库构建和基因功能分析等方面的广泛应用．     

合成生物学研究的里程碑

正众所周知,合成生物学,尤其是人工合成生命,是化学与生命学界皇冠上的宝石。在50年前,我们国家的人工合成牛胰岛素,是新中国在这一领域建立了一个历史丰碑,而2017年酵母长染色体的精准定制合成,是我们国家科学家在合成生物学又一重要突破。合成生物学方面的研究,主要有两方面的重要的意义,一方面是在科学上,使我们更加     

热点排行

<正>(新闻时段2017-03-01至2017-03-15;排行依据:本刊遴选出的30家核心媒体报道频次)1《Science》:中国科学家开启再造生命新纪元[核心媒体报道频次:30/30]3月10日消息称,《Science》以封面的形式同时刊发了中国科学家的4篇研究长文。由天津大学、清华大学和华大基因分别完成的这4篇长文,介绍了真核生物基因组设计与化学合成方面的系列重大突破:完成了4条真核生物酿酒酵母染色体的从头设计与化     

生物化学发展回顾及其目前的研究热点

本文对生物化学研究发展进行了回顾,同时把目前研究的热点,生命大分子物质的合成、结构与功能的研究、生物工程的研究、生物膜的研究和物质代谢调控的研究等。     

中华大蟾蜍βHCG基因同类物染色体定位的初步研究

人绒毛膜促性腺激素（βHCG）由α、β两条链组成,β链决定其生理功能。编码βHCG的基因及假基因已完成定位。张锡元等报导,在低等动物基因组中存在βHCG基团同类物,并报道了该同类物在鳙鱼染色体上的定位。张锡元、嵇庆等报告了牛蛙的βHCG基因同类物染色体定位结果。研究低等脊椎动物基因组中βHCG基因同类物染色体定位,对于探索βHCG基因从鱼类到人类的进化历程以及分析低等脊椎动物基因进化和染色体演化均有明显的意义。     

我国应参与人类基因组计划

人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)象旋风席卷全世界,影响极大,倍受科技界和产业界关注。这是美国继曼哈顿原子弹研制和阿波罗登月之后又一巨大工程。其目的是绘制人类自我认识的大蓝图。这一创举得到了政治家和企业家的理解和支持,也获得了足够的经费,且进展顺利,并已取得了鼓舞人心的成就。基因组和人类基因组计划生物体由细胞组成,组成生物体的每个细胞具有相同数目的染色体即基因组。基因组中贮存着生命活动的全部信息,是生命发生、分化、发育、遗传和进化的物质基础,是生命之源。人的每个体细胞均含46条染色体,分为两套,一套来自母亲,一套来自父亲。除一对决定性别的染色体称性染色体(女性为XX,男性为XY)外,其余     

禾本科同源染色体对趋同进化的比较基因组学

多个禾本科物种全基因组测序的相继完成为禾本科植物基因组物理和遗传结构进化历史的研究提供了前所未有的良好机遇。以五个禾本科物种为研究对象,利用基因同源共线性方法对其基因组进行了比对分析,获得了物种的同源信息,并根据同源信息结合基因组同源结构分析,确定了物种基因组内和基因组间的同源染色体片段。比较分析同源染色体对上重复DNA片段之间的分子距离,初步揭示了禾本科植物同源染色体对间趋同进化规律,研究结果有助于理解染色体结构受非正常遗传重组影响的进化机制。     

西施舌生物学及人工育苗研究进展

西施舌是一种双壳类软体动物,经济价值很高.本文对西施舌生活史、摄食代谢、同工酶、凝集素、染色体核型、基因组DNA提取、16SrRNA、保护区和生态条件影响的研究现状,以及人工育苗中诱导催产、幼虫培育、变态附着等加以综述,提出西施舌规模化培育大规格苗种的途径.     

首次人工合成蛋白质

20世纪60年代,我国科学家在世界上第一次人工合成了牛胰岛素。这是一种大分子生命物质蛋白质,人工合成这类只有生命才有的物质,无疑具有标志性意义。为何选择合成牛胰岛素?1958年,合成牛胰岛素成为化学家们的选择,因为在世界上牛胰岛素的研究和有机合成技术已经取得了相当的成果,离生命物质蛋白质的合成似乎只有一步之遥。1955年,英国生物化学家桑格(F.Sanger,1918～)搞清