基因工程新突破——人造細胞可像天然的那樣生長分裂|總編輯圈點

2021-04-01 01:00:00 來源: 科技日報 作者: 劉霞

人造生命可以像天然細菌一樣生長和分裂。(圖片來源:《新科學家》網站

科技日報記者 劉霞

據美國《新科學家》網站30日報道,美國研究人員發現,在實驗室制造的人造細胞可像大多數天然細菌的細胞一樣,生長并分裂成形狀和大小均勻的細胞。這項研究對于理解生命如何運轉具有重要意義,也有望促進生物醫學等領域的發展。

2016年,美國科學家克萊格·文特爾等人宣布合成出“迷你”細胞,這些細胞被命名為JCVI-syn3.0,能在瓊脂上生長和分裂,生成名為菌落的細胞簇。但文特爾團隊發現,它們不像大多數天然細菌那樣均勻分裂,產生完全相同的子細胞,而是產生了形狀和大小都很奇怪的子細胞。

為厘清這一問題,在最新研究中,美國國家標準與技術研究院的伊麗莎白·斯特里查爾斯基等人將不同基因重新導入這些合成細菌細胞,然后在顯微鏡下觀察加入的基因對細胞生長的影響,精確找出了7個使細胞均勻分裂所需的基因。隨后,她們將這7個基因添加到JCVI-syn3.0中,發現這些基因可使JCVI-syn3.0恢復正常、均勻的細胞分裂和生長。

他們還發現,雖然7個基因中有兩個已知與細胞分裂相關,但另外5個基因以前未發現擁有這一功能。斯坦福大學的德魯·恩迪說:“這項研究對于理解生命是如何運作的,以及需要什么基因才能可靠運作意義重大。”

明尼蘇達大學的凱特·阿達馬拉則表示:“‘迷你’細胞很好地模擬了地球上所有生命的共同祖先之一,對其開展基礎性研究有助于我們理解生命現象的原理以及生命的進化史。”她進一步表示,這項新發現還“使我們能更好地定義、理解和制造出可控的活細胞”,這些合成細胞是基礎研究和生物技術的工具,有望促進農業、營養學、生物醫學等領域的發展。

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盡管生命的各個模塊就擺在那里,但合成生命,依然是一項沒有“藍圖”指導的工作。該領域一個非常重要的研究方向就是細胞重構——于體外構建出一個活細胞,可以為理解生命提供新思路。而一直以來,我們對于生命如何運行以及生命運行的必要條件都了解尚淺,從頭構建出的所謂“活細胞”,經常在一些微妙之處和天然細胞有所不同。不過現在,科學家們逐漸了解了一個活細胞的基因,了解了細胞的組分和相互作用,再運用更為精準的手段去操控它們,這一研究正越來越貼近“天然”這一狀態。

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責任編輯: 常麗君
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