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    我国学者在人造单染色体真核细胞方面取得突破

    日期 2018-08-13   来源:生命科学部   作者:杜全生 田艳艳 冯雪莲  【 】   【打印】   【关闭

    图1 酿酒酵母菌株SY14及染色体三维结构

      在国家自然科学基金项目(项目编号:31421061,31770099,31370120,31230040)等资助下,覃重军研究团队与合作者首次人工创建了单条染色体的酵母真核细胞。相关成果以“Creating a functional single-chromosome yeast”(单条酵母染色体的创建)为题,于2018年8月2日在Nature(《自然》)上在线发表。论文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-018-0382-x。

      该研究通过切割和融合端粒附近的基因组序列,实现端对端染色体融合和着丝粒缺失,从含有16个线性染色体的酿酒酵母单倍体细胞中创造了功能性单染色体酵母菌株SY14 (如图1所示)。在此基础上,进一步鉴定酿酒酵母菌株SY14的代谢、生理和繁殖功能及其染色体的三维结构。研究发现,尽管着丝粒相关的染色体间相互作用丧失,导致染色体的三维结构发生显著变化。但是,单染色体和野生型酵母细胞具有几乎相同的转录组与核型谱,融合后巨大的单一染色体可以支持酵母细胞生命。研究结果挑战了染色体三维结构决定基因时空表达的传统观念,揭示了染色体三维结构与细胞生命功能的全新关系,也为研究端粒功能及细胞衰老提供了良好模型。该研究通过经典分子生物学“假设驱动”与合成生物学“工程化研究模式”来探索解析生命起源与进化中的基础科学问题,为探索生命本质提供了新思路。

      中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室覃重军研究团队、中国科学院合成生物学重点实验室赵国屏院士研究团队、中国科学院生物化学与细胞生物学研究所周金秋研究团队、军事医学科学院赵志虎研究团队等共同参与了相关研究工作。




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