来自英国的一组科学家，包括来自诺丁汉大学和伦敦帝国理工学院的顶尖专家，已经成功构建了一条合成染色体。这一成就是旨在创建世界上第一个合成酵母基因组的重大国际倡议的一个重要里程碑。
这项工作发表在《细胞基因组学》上，代表了英国团队完成了酵母基因组的16条染色体之一，这是合成生物学有史以来最大的项目的一部分;国际合成酵母基因组协作组织。
这项名为“Sc2.0”的合作是一个为期 15 年的项目，涉及来自世界各地的团队（英国、美国、中国、新加坡、英国、法国和澳大利亚），共同制作酵母所有染色体的合成版本。除了这篇论文，今天还发布了另外9篇来自其他团队的出版物，描述了他们的合成染色体。基因组计划——有史以来最大的合成基因组——预计将于明年最终完成。
项目进展及意义
这项工作是第一个建立真核生物合成基因组的努力，真核生物是一种具有细胞核的生物体，如动物、植物和真菌。酵母是该项目的首选生物，因为它具有相对紧凑的基因组和将DNA缝合在一起的先天能力，使研究人员能够在酵母细胞内构建合成染色体。
人类与酵母有着悠久的历史，数千年来一直将其驯化用于烘焙和酿造，最近，将其用于化学生产，并作为我们自身细胞如何工作的模式生物。这种关系意味着我们对酵母遗传学的了解比任何其他生物都多。这些因素使酵母成为显而易见的候选者。
由诺丁汉大学的Ben Blount博士和伦敦帝国理工学院的Tom Ellis教授领导的英国团队现在已经报告完成了他们的染色体，合成染色体XI。构建染色体的项目花了10年时间，构建的DNA序列由大约660,000个碱基对组成，这些碱基对是构成DNA密码的“字母”。
合成染色体已经取代了酵母细胞的一条天然染色体，经过艰苦的调试过程，现在允许细胞以与天然细胞相同的健康水平生长。合成基因组不仅可以帮助科学家了解基因组的功能，而且还将有许多应用。
Sc2.0合成基因组不是自然基因组的直接复制品，而是设计有新的特征，赋予细胞自然界中没有的新能力。其中一项功能允许研究人员强迫细胞改变其基因内容，从而创建数百万个具有不同特征的不同版本的细胞。然后，可以挑选出具有改进特性的个体，用于医学、生物能源和生物技术的广泛应用。这个过程实际上是一种超强进化的形式。
应用和未来潜力
该团队还表明，其染色体可以重新用作研究染色体外环状DNA（eccDNA）的新系统。这些是自由漂浮的DNA环，已经从基因组中“循环出来”，并且越来越被认为是衰老的因素，也是许多癌症（包括胶质母细胞瘤脑肿瘤）恶性生长和化疗药物耐药性的原因。
Ben Blount博士是该项目的首席科学家之一，也是诺丁汉大学生命科学学院的助理教授。他说：“合成染色体本身就是巨大的技术成就，但也将为我们如何研究和应用生物学开辟了大量新的能力。这可能包括为更绿色的生物生产创造新的微生物菌株，以及帮助我们了解和对抗疾病。
“合成酵母基因组计划是大规模科学的一个绝妙例子，由来自世界各地的一大批研究人员实现。能够参与到如此巨大的努力中，所有参与者都在为同一个共同目标而努力，这是一次很棒的经历。
伦敦帝国理工学院合成生物学中心和生物工程系的Tom Ellis教授说：“通过构建从端粒到端粒的重新设计的染色体，并证明它可以很好地取代天然染色体，我们团队的工作为设计和制造合成染色体甚至植物和动物等复杂生物的基因组奠定了基础。
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