
人造DNA双螺旋结构像真的一样

据美国探索频道今日报道,美国克莱格凡特研究所(J.Craig Venter Institute)的科学家在制造人造生命方面取得了重大突破,通过复制细菌的DNA,成功制造最大的人造细菌基因组,共组合了582,970对碱基,给制造首个人造生命带来了希望。此成果发表在今日出版的《科学》杂志上,是科学家通过5年的努力实现的。
此细菌就是我们知道的山羊支原体,只有485个基因。虽然病毒基因更少,但不能认为它们是完整的生物,因为它们不能自我复制,而细菌可以自我复制。山羊支原体的结构相当简单,其DNA都在其单条染色体上。染色体携带遗传物质,其整个代码被称为基因。支原体可导致性病传染。
从事此项研究的克莱格凡特研究所的汉密尔顿-史密斯表示,“我们证实了人为建造大的基因组是可行的,且可升级,由此可开发重要的应用。我们计划通过3步来制造首个人造生物。此整个过程是从4瓶化学物质开始的。”

科学家展现人造支原体的单个分子在0.6秒内的变化
科学家通过化学方法在实验室里制造DNA片段。其第一步是制造4个DNA碱基A, G, C 和T,这4个碱基可重复配对58万次。科学家通过化学方法组成DNA片段,之后用新方法组装和复制这些DNA片段,制造出人造细菌基因组。不过,由于DNA片段太脆弱,还不能制造太长的DNA链,因此,其碱基排序被打成一片片的。通过努力,研究人员还是在实验室是制造出了名为质体的圆形DNA片段。
另据美国《科学日报》报道,科学家在组装和合成这些人造细菌基因组时,首先按照原有山羊支原体的基因排序进行组装,以避免搞乱顺序。获得其正确复本之后,科学家就通过化学合成方法来制造基因片段,将数千对碱基有序排列起来。当测定合成基因组和原有基因组之间的区别时,科学家在合成基因组中制造了“水印”,加以验证。通过这种办法,科学家可以制造更大的合成基因组,最终将可望制造整个人造生物。
研究人员表示,他们还曾利用过首个大肠杆菌的DNA,之后让酵母细胞来复制DNA,然后将它们组装到一个人造染色体上。此外,此研究小组2007年宣布他们将山羊支原体改造成了另一种生物体――丝状支原体,是通过用一种细菌的DNA来取代另一种细菌的DNA来实现的。但科学家表示他们情愿用这种合成办法来制造人造染色体,诱导一种生物具备另一种生物的特性。
研究人员表示,这些染色体是伤残的,因此不能在实验室之外存活,从而不能因失误而导致产生其它的生物体。毕竟人造生命涉及到伦理道德。然而,科学家最终希望能制造出人造微生物,以用于生产生物燃料,消除有毒物质,减少二氧化碳温室气体的排放。下一步,研究人员想将此人造染色体放入细胞中,看它是否能让他们的人造染色体“统领”细胞。