酵母菌基因组实现重排

  5月22日，天津大学元英进教授带领的合成生物学研究团队在《自然·通讯》期刊同期发表3篇研究长文，介绍了精确控制基因组重排技术等研究成果。该成果填补了基因组结构变异的技术空白，提高了细胞工厂的生产效率，将加速对微生物进化等的认识更新。这是继人工合成酵母染色体打破非生命物质和生命物质界限后，中国科学家在“设计生命、再造生命、重塑生命”进程中的又一重大技术进展，开启了合成生物学研究中基因组重排这一全新研究领域。

  这3篇论文分别是天津大学合成生物学团队的贾斌与吴毅等人的《精确控制合成型单倍体和二倍体酵母基因组重排》；天津大学合成生物学团队的吴毅与朱瑞莹等人完成的《体外DNA重排》；美国纽约大学Michael Shen与天津大学合成生物学团队的吴毅等人完成的《杂合二倍体与跨物种基因组重排》。

  在生命科学领域，科学家开发出多种遗传变异技术，来获取多样的DNA，从而为获取多样的生物特征提供原料。然而以前的DNA变异技术大多只针对基因层面进行小规模改造，在更加复杂的基因组结构变异层面的人工构建技术仍具有挑战性。

  天津大学科研团队瞄准这一难题，研究出能够精准控制基因重排的方法，使作为研究对象的微生物——酵母菌，在有限时间内产生几何级增长的基因组变异，驱动其快速进化。他们还开创多种方法使变异后的酵母菌株具备稳定的生物活性，并作为细胞工厂来高效率产出β-胡萝卜素。

  酿酒酵母是生物学研究中的模式真核单细胞生物。元英进表示,化学合成酵母一方面可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。