英國(guó)《自然·通訊》雜志22日發(fā)布了Sc2.0（真核生物酵母人工基因組合成）國(guó)際合作計(jì)劃的一系列最新成果：多國(guó)科學(xué)家將基因組重排系統(tǒng)（SCRaMbLE）應(yīng)用于酵母的合成染色體，加快了酵母菌株演化。這些合成生物技術(shù)的最新進(jìn)展不但能推進(jìn)人類藥物合成進(jìn)程，還將進(jìn)一步加強(qiáng)我們對(duì)生命過(guò)程的調(diào)節(jié)和控制能力。

釀酒酵母是第一個(gè)被全基因組測(cè)序的真核生物，但其需要經(jīng)過(guò)一定改造才能產(chǎn)出特定產(chǎn)物或忍耐嚴(yán)酷的工業(yè)條件。而所謂基因組重排系統(tǒng)（SCRaMbLE），旨在通過(guò)重排合成染色體上的基因，形成大量的遺傳多樣性。之后人們可以根據(jù)期望的目標(biāo)，如改進(jìn)產(chǎn)物合成，來(lái)篩選所得的菌株。對(duì)于單倍體酵母而言，如果刪除了關(guān)鍵基因，也許會(huì)殺死原本可能多產(chǎn)的菌株。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)紐約大學(xué)朗格尼醫(yī)學(xué)中心研究團(tuán)隊(duì)讓包含合成染色體的酵母與野生型釀酒酵母或近親的奇異酵母（S. paradoxus）雜交。這樣得到的二倍體后代比單倍體菌株更強(qiáng)健，能在42℃高溫和高咖啡因條件下生長(zhǎng)。

在另一項(xiàng)研究中，英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)將SCRaMbLE系統(tǒng)應(yīng)用在一個(gè)攜帶完全合成染色體V的酵母菌株上，以改進(jìn)藥物合成，使該酵母菌株代謝另一種糖源。研究人員將青霉素的生物合成途徑添加到該酵母上，并利用SCRaMbLE系統(tǒng)對(duì)酵母基因組加以處理，最終使其生產(chǎn)率較過(guò)去增加兩倍。他們還通過(guò)SCRaMbLE系統(tǒng)推動(dòng)了酵母菌株利用木糖生長(zhǎng)（木糖廣泛存在于植物中）。

2012年，中美聯(lián)合推動(dòng)Sc2.0國(guó)際合作計(jì)劃，并由中國(guó)科學(xué)家人工合成16條釀酒酵母染色體中的4條，占國(guó)際已完成數(shù)量的66.7%。《自然·通訊》此次發(fā)布的一系列論文合集，都是關(guān)于重新設(shè)計(jì)酵母基因組的實(shí)驗(yàn)成果，隨附的評(píng)論文章肯定了該進(jìn)展對(duì)于合成生物學(xué)、生物技術(shù)以及基因組認(rèn)知的潛在應(yīng)用和影響。（記者張夢(mèng)然）