【儀器儀表商情網(wǎng) 科技前沿】CraigVenter博士被譽(yù)為是21世紀(jì)最頂尖的科學(xué)家之一。除了一些科學(xué)上的重要頭銜，他還是一位企業(yè)家，是J.CraigVenter研究所（JCVI）的創(chuàng)始人總裁兼CEO。在基因組學(xué)和合成生物學(xué)領(lǐng)域，CraigVenter一直是先行者。由于在人造人，以及對(duì)基因研究等方面的偏執(zhí)熱愛，其因此被戲稱為“科學(xué)怪人(BadboyofScience)”。

現(xiàn)在，在最新一期的Science雜志上，Venter宣稱設(shè)計(jì)并合成了一個(gè)最小的細(xì)菌基因組，它只含有維持生命所需的基因，組成它的基因只有473個(gè)。

2010年，CraigVenter在《科學(xué)》（Science）宣布了一項(xiàng)引起全球關(guān)注的革命性成果：構(gòu)建出了第一個(gè)能自我復(fù)制的合成細(xì)菌細(xì)胞，這代表著世界上首個(gè)人造生命細(xì)胞的誕生，是人類科學(xué)歷史上的一個(gè)突破性成果。該研究提供了概念證明：可以通過計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室中采用化學(xué)方法制造出基因組，并將其植入到受體細(xì)胞中生成僅由合成基因組控制的、可自我復(fù)制的新細(xì)胞。

自那以后，由Venter和ClydeHutchison領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，便開始著手實(shí)現(xiàn)他們自1995年以來一直追求的終極目標(biāo)：合成以最簡單的形式存在、只包含維持生命必需的基因的最小細(xì)胞。這項(xiàng)努力可以幫助科學(xué)家們了解細(xì)胞中每個(gè)必需基因的功能。

為此，Venter、Hutchison和同事們?cè)俅卫昧酥гw（Mycoplasma）——在所有自我復(fù)制細(xì)胞中這種細(xì)菌包含著已知最小的基因組。2010年，研究人員合成出了蕈狀支原體（Mycoplasmamycoides）的基因組。

在這里，基于現(xiàn)有的文獻(xiàn)，研究人員設(shè)計(jì)出了分為8個(gè)不同的片段、假設(shè)最小的基因組，并對(duì)每個(gè)片段進(jìn)行了測(cè)試，以精確地歸類哪些組成基因是必需或非必需的。在這種設(shè)計(jì)-構(gòu)建-測(cè)試過程中，研究人員還試圖確定了準(zhǔn)必需基因——即旺盛生長必需，但非生存絕對(duì)必需的基因。

在一系列的實(shí)驗(yàn)中，Venter、Hutchison和同事們將一些轉(zhuǎn)座子（或外源基因序列）插入到了許多的基因中破壞它們的功能，以確定哪些基因是細(xì)菌全部功能所必需的。他們逐漸削減合成的減小的基因組，重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)直至再?zèng)]有基因可以被破壞，基因組已達(dá)到盡可能小的程度。至關(guān)重要地是，分析結(jié)果揭示一些最初被歸類為“非必需”的基因，事實(shí)上作為第二基因執(zhí)行了同樣重要的功能；因此，在最小基因組中需要保留成對(duì)基因其中的一個(gè)。

最終的版本被稱作為JCVI-syn3.0，包含有473個(gè)基因——這一基因組小于迄今為止自然界中存在的所有自我復(fù)制細(xì)胞的基因組。研究人員的最小基因缺乏所有的DNA修飾和限制基因，及大多數(shù)的脂蛋白編碼基因。相比之下，保留了參與讀取和表達(dá)基因組中遺傳信息的幾乎所有基因，及涉及保存跨代遺傳信息的基因。

有趣地是，大約31%的JCVI-syn3.0基因尚有待發(fā)現(xiàn)精確的生物學(xué)功能。但其中一些基因的潛在同系物存在于其他生物體中，表明它們編碼了功能有待確定的通用蛋白。這一JCVI-syn3.0平臺(tái)為調(diào)查生命的核心功能提供了一個(gè)通用工具。