人工合成重编码大肠杆菌基因组，叹服之前请读懂细节

一家之言

近日，《自然》上发表了题为《从头人工合成重编码大肠杆菌基因组》的研究，有媒体报道称这是人类“人工合成并彻底改变的首个全基因组生物”。

听着很炫酷，但当“首个”前加了更多的限定词之后，则意味着它的突破范围逐渐狭窄——例如：首个吃螃蟹的人、首个煮着吃螃蟹的人、再到首个在厨房煮着吃螃蟹的人……

此次研究的创新点并不在于合成全基因组生物，这件事2010年已经由克雷格·文特研究团队突破，后来者基本沿用他们的方法，即“借鸡生蛋”模式，向一个被掏空内核的细菌植入由人工合成的基因组，新的基因组取得生物体的生命控制权形成新生命。

具体到此次研究中，英国剑桥大学研究人员利用他们合成的基因组替换了大肠杆菌的基因，仍旧不是“从无到有”。这次的“首次”源于另一个维度：团队首次将64个密码子(3个碱基为1个密码子)“合并同类项”为61个密码子，使得合成基因组的碱基对由野生型的470万个压缩到400万个。

但其压缩“力度”似乎并不及之前的工作。笔者查阅资料发现，克雷格·文特团队在2016年就已成功将人工基因组的碱基对由110万个压缩到57万个，压缩近一半。

近些年，合成生物学领域走起“简约风”。听上去很“文艺”，但大多是基于成本、复杂性等研究实际考虑，例如，2018年中国科学家覃重军研究团队首次人工创建了单条染色体的酵母细胞，将染色体数从16变1，就打破了“端粒”“着丝粒”等天然生物学系统中的“保护”壁垒。

而这次从密码子的角度思考“简约”是其创新点。由于四类碱基每3个组成一个密码子，按排列组合的算法，则密码子最多为4的3次方个，即64个。不同的密码子编码不同的氨基酸，在整个生命体中，64种密码子仅编码20种氨基酸和1个终止密码。

64“对标”21，这种冗余给了人类“重编码”的空间。因此，这种“合并同类项”工作肯定能完成，并不必为其贴上“人类造物主”的标签。至于新兴科学合成生物学中的“首个”，公众在表示叹服之前还是应有所辨别，读懂细节将更有助于判断它的科研价值和重要程度。(张佳星)

标签：