人類能否創(chuàng)造生命？“上帝”的特權(quán)能否交由人類自己掌控？

北京時間8月2日凌晨，國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）同時在線發(fā)表了2篇將酵母染色體融合的成果。其中一篇來自酵母染色體人工合成領(lǐng)域“老將”、美國科學(xué)院院士、紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授杰夫·博克（Jef Boeke）團(tuán)隊，另一篇則來自中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所合成生物學(xué)重點實驗室覃重軍研究團(tuán)隊及其合作者。

中國研究成果的通訊作者之一、植物生理生態(tài)研究所研究員、中國科學(xué)院院士趙國屏對澎湃新聞表示，“這是繼上世紀(jì)六十年代人工合成胰島素和tRNA之后，中國學(xué)者再一次用合成科學(xué)的方法，回答了一個生命科學(xué)領(lǐng)域十分基礎(chǔ)而重大的問題�！�

野生型酵母染色體在細(xì)胞核中可以形成較為穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)，其特征是所有的著絲粒會聚集在一起，位于細(xì)胞核的一端。而所有染色體短臂的端粒和長臂的端粒都會聚集在一起，位于細(xì)胞核的核膜附近。

人工創(chuàng)建的單條線型染色體的三維結(jié)構(gòu)則因著絲粒、端粒等的大量去除發(fā)生了巨大變化。論文中提到，由于失去了所有和著絲粒相關(guān)的染色體間相互作用、大部分和端粒相關(guān)的染色體間相互作用，以及67.4%的染色體內(nèi)的相互作用，16條天然線性染色體融合到單個染色體中導(dǎo)致了染色體的整個三維結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化。

該項工作表明，天然復(fù)雜的生命體系可以通過人工干預(yù)變簡約，自然生命的界限可以被人為打破，甚至可以人工創(chuàng)造全新的自然界不存在的生命。

趙國屏認(rèn)為，這項工作的意義，首先證明帶有1條染色體的酵母和野生型并沒有太大的差別，僅有一條染色體的酵母是可以存活的。

“第二點，染色體融合之后最大的改變是染色體三維結(jié)構(gòu)的變化，此前認(rèn)為染色體的三維結(jié)構(gòu)變化會很大地影響生物體發(fā)揮功能，但現(xiàn)在看來沒有那么大的影響。”趙國屏表示，“第三點是從進(jìn)化上來說，研究證明了1條染色體的真核細(xì)胞是可以存在的，但它相比16條染色體的酵母還是有缺陷，這或許能解釋為什么在真核生物進(jìn)化的過程中，我們現(xiàn)在看到的幾乎都是多染色體�！�

趙國屏強(qiáng)調(diào)，基于合成生物學(xué)的研究實際上就相當(dāng)于“建物致知”，“我們 通過建設(shè)一個物品來增加我們的認(rèn)識。”

值得一提的是，釀酒酵母通常還是研究染色體異常的重要模型，其1/3基因和具有23對染色體的人類基因同源。覃重軍等人的創(chuàng)建的簡約版酵母將來或為眾多研究課題提供模型。

以端粒為例，端粒是線型染色體末端的保護(hù)結(jié)構(gòu)，人類的過早衰老與染色體的端粒長度直接相關(guān)。隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加，端粒的長度逐漸縮短，當(dāng)端粒變得不能再短時，細(xì)胞就會死亡。此外，端粒的縮短還與許多疾病相關(guān)，包括基因突變，腫瘤形成等。

與天然酵母的32個端粒相比，覃重軍等人人工創(chuàng)造的單條線型染色體僅有2個端粒，為研究人類端粒功能及細(xì)胞衰老提供了很好的模型。

趙國屏介紹，未來研究團(tuán)隊會圍繞染色體結(jié)構(gòu)功能進(jìn)一步研究。

戴俊彪也提到，帶有1條或者2條染色體的酵母，可以作為一個新的研究平臺，增進(jìn)我們對染色體重組、復(fù)制和分離機(jī)制的解析，具有重要的意義。此外，兩項研究的結(jié)果也說明釀酒酵母對染色體的長度沒有限制（至少可以長達(dá)12Mbp），這為利用酵母構(gòu)建高等生物的新染色體提供了理論依據(jù)。