天津大學研究成果入選2017年度「中國科學十大進展」

更新時間：2022-05-03 17:44:29 所屬欄目：基因組 作者：王雪玲

2月27日，科技部基礎研究司與科技部基礎研究管理中心聯合召開「2017年度中國科學十大進展專家解讀會」，發布了2017年度中國科學十大進展。天津大學元英進教授牽頭負責的「酵母長染色體的精準定制合成」等10項研究成果入選?！钢袊茖W十大進展」遴選活動自2005年啟動，已舉辦了13屆，這是迄今天津市首次有第一完成單位的研究成果入選。

天津大學合成生物學團隊創建了基因組缺陷靶點快速定位方法和多靶點片段共轉化精確修復技術，解決了化學合成長染色體導致細胞失活的難題，并構建了人工環形染色體，為當前無法治療的染色體成環疾病發生機理和潛在治療手段建立了研究模型。2017年3月份，化工學院元英進教授團隊在《科學》期刊上發表了兩篇研究長文，介紹了在真核生物基因組設計與合成方面取得的這些重大突破，該團隊還利用化學物質合成了2條人工設計的釀酒酵母染色體?！刚婧松锝湍搁L染色體化學再造」項目的合作單位有清華大學、英國愛丁堡大學、美國紐約大學、深圳華大基因研究院、青島華大基因研究院等。

基因組設計合成是對基因組進行全新設計和從頭構建，能夠按需塑造生命，開啟從非生命物質向生命物質轉化的大門，推動生命科學研究由理解生命到創造生命?；蚪M設計合成提供了深化理解生命進化、基因組與功能關系等基礎科學問題的新思路。然而，基因組合成面臨長染色體難以精準合成、合成染色體導致細胞失活等難題。

天津大學元英進、深圳華大基因研究院楊煥明、清華大學戴俊彪等團隊聯合，經過5年多的探索，完成了4條釀酒酵母長染色體的化學全合成：創建了基因組缺陷靶點快速定位方法和多靶點片段共轉化精確修復技術，解決了化學合成長染色體導致細胞失活的難題，實現了長染色體合成序列與設計序列的完全匹配。創建了多級模塊化和并行式染色體合成策略，實現了由小分子核苷酸到真核長染色體的快速定制合成。構建了人工環形染色體，為當前無法治療的染色體成環疾病發生機理和潛在治療手段建立了研究模型。

該研究以長文形式在《Science》發表后，引起國內外專家和媒體的極大關注，被《Science》《Nature》《Nature Biotechnology》《NatureReviews Genetics》《Molecular Cell》等期刊發表專文高度評價。

「這項研究提供了深化理解生命進化、基因組與功能關系等基礎科學問題的新思路，標志著人類向『再造生命』又邁進一大步，也是第一個全合成真核生物基因組的重要里程碑?！骨迦A大學教授劉磊在對該成果進行介紹、解讀時表示。

「作為真核生物的重要模式生物，化學合成酵母一方面可以幫助人類更深刻地理解一些基礎生物學的問題，另一方面可以通過基因組重排系統(SCRaMbLE)，實現快速進化，得到有重要應用潛力的菌株?！乖⑦M教授表示，團隊已經建立了基因組重排的精準調控技術，開發了菌株快速進化方法，挖掘到一批與重要生產性能相關的關鍵基因和通路，獲得了多個高效生產菌株，將在醫藥、能源、環境、農業、工業等領域得到應用。

2017年度「中國科學十大進展」遴選活動由科技部基礎研究管理中心牽頭舉辦，旨在宣傳我國重大基礎研究科學進展，激勵廣大科技工作者的科學熱情和奉獻精神，開展基礎研究科普宣傳，促進公眾理解、關心和支持基礎研究，在全社會營造良好的科學氛圍。（通訊員靳瑩）

(責編：陶建、王浩)

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