英國《自然》雜志1日在線發(fā)表了兩項遺傳學重磅研究：中美兩國科學家已經(jīng)創(chuàng)造出僅有1條或2條染色體而非傳統(tǒng)16條染色體的新型酵母菌株，融合酵母全部染色體未顯著損害細胞適應性。

真核生物的基因組分散在多條染色體，染色體數(shù)量因物種而異。譬如，人類擁有23對染色體，但我們的猿類表親擁有24對，而雄性杰克跳蟻只有1條染色體。這些差異可能源于偶然的融合或基因組加倍事件，但目前科學界還不清楚多條染色體具有什么優(yōu)勢，更重要的是，物種對于染色體總數(shù)的變化究竟有多大的“忍耐度”。

在這兩項最新研究中，中美科學家們使用CRISPR-Cas9技術(shù)對釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的基因組進行編輯，創(chuàng)建了一系列染色體逐漸減少的酵母菌株。中國科學院的覃重軍等人創(chuàng)造了將所有遺傳信息融合進單個染色體的酵母菌株，而美國紐約大學朗格尼醫(yī)學中心合成生物學專家杰夫?伯克等人則創(chuàng)建了含有2條染色體的菌株。

盡管融合顯著改變了三維染色體結(jié)構(gòu)，但是除了刪除了少數(shù)非必需基因外，新菌株所含的遺傳物質(zhì)與正常釀酒酵母相同。經(jīng)證實，人工改造的酵母細胞出乎意料地穩(wěn)健，在不同的培養(yǎng)條件下，沒有表現(xiàn)出重大的生長缺陷。然而，融合染色體菌株確實表現(xiàn)出小的適應性限制和有性生殖缺陷，因此它們可能會快速地被天然的菌株淘汰。這些新發(fā)現(xiàn)也將有助于解釋擁有較多染色體的優(yōu)勢。

2012年，中美聯(lián)合推動Sc2.0（真核生物酵母人工基因組合成）國際合作計劃，并由中國科學家人工合成16條釀酒酵母染色體中的4條，占國際已完成數(shù)量的66.7%。

這一系列研究將進一步加強我們對生命過程的調(diào)節(jié)和控制能力。（記者 張夢然）