“人工合成生命”获重大突破推开生命之门

3月10日，天津大学、清华大学、华大基因的中国科学家在真核生物基因组设计与化学合成方面的重大突破成果，登上国际顶级学术期刊《科学》的封面。

这意味着，非生命物质与生命之间的界限已经打开，“设计生命、再造生命和重塑生命”的进程将随之提速。

科学家们完成了4条真核生物酿酒酵母染色体的从头设计与化学合成，这些基因修饰的酵母已经用来制作疫苗、药物和特定的化合物。

合成生物学是继“DNA双螺旋发现”和“人类基因组测序计划”之后，以基因组设计合成为标志的第三次生物技术革命。酿酒酵母基因组合成计划（Sc2.0计划）由美国科学院院士杰夫·伯克发起，由美国、中国、英国、法国、澳大利亚、新加坡等多国研究机构参与并分工協作，致力于设计和化学再造完整的酿酒酵母基因组。

作为该计划在中国最早的参与者，天津大学化工学院教授元英进此次在《科学》期刊上以通讯作者身份发表了2篇论文。

生物学界内最大的划分依据并不是植物和动物，而是以原核生物和真核生物来区分。原核生物的基因组相对简单，而动物、植物、真菌等等真核生物的DNA既丰富又复杂，通常会包含数亿甚至数十亿碱基对信息，同时遗传物质DNA通常被分配到不同的染色体中，而这些染色体又深藏在细胞核的特定区域。所以，合成一个真核生物的基因组是一项非常艰巨的任务。

元英进在接受采访时表示：“化学合成酵母一方面可以帮助人类更深刻地理解一些基础生物学的问题，另一方面可以通过基因组重排系统实现快速进化，得到在医药、能源、环境、农业、工业等领域有重要应用潜力的菌株。”

Sc2.0计划旨在重新设计并合成酿酒酵母的全部16条染色体。这次科学家们共完成了5条染色体的化学合成，其中中国科学家完成了4条，占完成数量的66.7%。元英进带领的天津大学团队完成了5号、10号染色体的化学合成，并开发了高效的染色体缺陷靶点定位技术和染色体点突变修复技术。戴俊彪研究员带领清华大学团队完成了当前已合成染色体中最长的12号染色体的全合成。深圳华大基因研究院团队联合英国爱丁堡大学团队完成了2号染色体的合成及深度基因型-表型关联分析。

据了解，天津大学在国内率先开展合成生物学研究，一直致力于合成生物学前沿领域科学研究。2012年，该校开设了构建人工基因组本科生课程，将国际最前沿科学研究与本科教育相结合。

然而，用化学物质创造新型生命，生物安全和伦理考量是不得不面对的难关和问题。

为此，天津大学2016年成立了生物安全战略研究中心。作为特色高端智库，该中心以生物技术安全防护、国际政策与应对、国家生物安全体系建构为研究方向，在生物技术发展、生物军控履约、国际法等多领域开展决策咨询与信息追踪服务，为国家政策的制定与完善、公约会议的研判与应对提出了决策建议。

来源：《观察者》