“人工再造生命体” 或开启人类进步新纪元

赵军

2017年3月11日，深圳华大基因研究院、深圳国家基因库和天津大学在深圳共同举办酵母基因组人工合成项目（Sc2.0 Project）重大成果新闻发布会。深圳市委常委、常务副市长张虎，中科院院士、华大基因理事长杨焕明，华大基因研究院院长、深圳国家基因库执行主任徐讯，Science杂志中国区负责人相艳，华大基因股份有限公司首席商务官王洪琦，深圳国家基因库合成与编辑平台负责人沈玥，清华大学研究员戴俊彪博士共同出席了本次新闻发布会。

杨焕明院士认为该项目重大成果的发布在生命科学史上具有里程碑式意义。首先，从认识自然到根据自然的规律重新设计自然，从基因组的阅读、解读到重新设计，即在基因组的编写上，此项目是人类认识自然的历史上的一个重大突破；其次，尽管酵母只是单细胞的生物，植物和人类的基因是多细胞的，但是目前生物产业最重要的是发酵产业，重新设计整个酵母将对整个发酵工业，包括遗传工程、药物、食物的生产都产生深远影响。他强调，中国科学家在该项目中的突出贡献，再次彰显了中国科学家对科学发展和人类社会进步所起到的重要作用。

相艳女士代表美国Science杂志向人工合成酵母专刊正式在Science的纸质版和网络版发行表示祝贺，她相信该项目会对国际学术界特别是生命科学领域产生广泛而深远的影响，也期待基因组合成技术能够在其他生命体以及在其他领域的应用取得重大突破。

徐讯指出，合成生物学是国家基因库构建的“三库两平台”中的“写”平台，目前已初具规模。人工酵母染色体的合成是此平台发展中的标志性成果和重要突破，为“基因组合成2020计划”重大目标的实现奠定了基础。随后，他宣布“基因组合成2020计划”将在2020年前完成四大突破，包括第一个人造动物—线虫、第一种人造植物—拟兰芥、第一条人源21号染色体、万种人工噬菌体的合成。他表示希望通过此类重大基础性计划，进一步践行国家基因库“共享、共有、共为”的理念，通过“大联盟、大合作、大资源”推动大科学项目进展，持续保持深圳在生命科学领域的全球引领性地位。

张虎代表深圳市委市政府对参与该项目并喜获科技成绩的华大基因、天津大学、清华大学表示热烈祝贺。他说，深圳作为首个国家创新型城市，早在2008年就瞄准了“大科学、大数据、大产业、大健康”的定位，出台了专项规划和政策，加快培育生物产业、生命健康产业，大力发展基因测序、干细胞组织工程等。当前，深圳正着力推动创新经济的再升级、创新能力的再突破，加快建设国际科技、产业创新中心。张虎表示，深圳市委市政府將一如既往地营造良好的创新环境，推动生物技术和产业发展，更好地造福民众。

据了解，“酵母基因组人工合成项目”成立的初衷是实现人工合成真核生物酿酒酵母的全部16条染色体（1400万个碱基，大小约为人基因组的0.5%），即实现酵母的生命源代码的完全人工编写与合成。这个项目是继支原体基因组合成项目后，合成基因组学领域的又一重大标志性国际合作项目。该项目由美国发起，由中国、英国、法国、澳大利亚、新加坡等国家的多个研究机构共同协作，每个研究组分别分到了一至两条染色体。2014年，实现了第一条染色体—3号染色体的全合成。迄今，在国际团队的协作和努力下，已完成了2号、5号、6号、10号和12号5条染色体的从头设计与全合成，其中中国科学家就完成了4条。

包括华大基因科研人员在内的中国的研究者在本次国际项目中发挥了举足轻重的作用。华大基因科研团队作为中国的代表团队之一，主导了2号染色体的从头设计与全合成（长770Kb），目前也正在与合作单位一起为完成7号与13号染色体的任务而全力以赴。整个项目中，华大基因研究院的贡献占中国工作量的54.7%，其开发的系列核心技术成为整个项目的关键基础。

Sc2.0项目的实施，推动了整个领域的技术发展，也提升了大众对酵母和基因组的认知，让人们更加透彻地了解机体的生物学机制、生物学反应、对各种环境的适应性以及进化过程等，也对解决人类生存面临的能源短缺、环境污染等问题有重要意义。从科学理论上来看，人工设计与合成酵母基因组及其后续开展基因组快速演化研究，不仅可实现对酵母全基因组功能研究，而且通过基因组随机变化产生的酵母菌库，为研究酵母演化史提供了大量的素材。此外，酵母作为一种微生物与人类生活息息相关，人造酵母在生产药物、生物能源、食物、生物材料等领域都可以得到广泛应用，比如通过在酵母中加入合成青蒿素合成的相关基因可以实现青蒿素的大量生产。

未来，协作组将会继续完成剩余染色体的设计合成，然后将所有的人工设计合成的染色体放到同一个酵母细胞里面，实现基因组水平上完完全全的人造酵母。此外，还将会利用所设计的元件对人造酵母进行改造和筛选，进一步挖掘它的应用价值。

此次酵母基因组人工合成项目重大成果的发布，标志着中国的基因组设计合成能力达到了前所未有的高度。在该项目上的国际合作所取得的巨大成就，也将激励更多的中国学者积极地参与到大型国际合作项目中，勇攀科学高峰，为科学进步作贡献。

（本文转自改革网）