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我們已經(jīng)知道，地球上的生物幾乎都有一種遺傳物質(zhì)DNA（脫氧核糖核酸），而這種遺傳物質(zhì)又是由4個堿基構(gòu)成，分別是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鳥嘌呤（G），其中A與T、C與G分別配對。正是因為這些堿基的變化，造就了生命的多姿多彩，也正是因為每一種生物所擁有的DNA有其穩(wěn)定性，才確保了物種的穩(wěn)定延續(xù)。

然而，早前來自美國加州斯克里普斯研究所的科學家團隊，卻宣布他們成功地在實驗室里用這四個堿基再加了一對人造的堿基，人工合成了一個“穩(wěn)定”的有機體。該有機體甚至經(jīng)過了緩慢的生長，成為一個擁有人工合成DNA的“生命體”。研究報告已發(fā)表于美國的《國家科學院學報》上。

可正常分裂，甚至可以遺傳給后代

該團隊是在大腸桿菌的DNA中加入了人造堿基X及Y，最終成功地令該擁有人工合成DNA的大腸桿菌正常分裂，并成為一個“穩(wěn)定的半合成有機體”。可以說，這是一個從未在地球上存在過的全新的生命體。

同一團隊早在2014年便培育過類似的單細胞生物。當時他們宣布，他們制造出兩個相配對的人工堿基X與Y，并將這個新的堿基對成功地插入大腸桿菌的DNA中，制造出第一個半合成有機體。人工堿基研究已被美國《科學》雜志評為2014年十大科學突破之一。只是當時，研究者發(fā)現(xiàn)他們所制造的半合成有機體生長緩慢，而且其非自然堿基X與Y無法永久性傳遞下去，會隨著細胞的分裂，在復制過程中很快消失。

隨著研究的進一步發(fā)展，他們終于宣布，通過優(yōu)化人工堿基途徑，如今培育出的半合成有機體已趨“穩(wěn)定”。這種“穩(wěn)定”是指優(yōu)化后的半合成有機體細胞在分裂60次后，依然能保持有人造的X與Y堿基。研究人員因此認為，他們的改進措施已能讓半合成有機體細胞在分裂過程中無限地保留這兩個人工堿基。如果人工合成的生物要成為真正的生物，就必須要做到遺傳信息能保持穩(wěn)定不變，可以把穩(wěn)定的DNA遺傳給后代。這種“無限保留”的穩(wěn)定性，正好符合了這一要求。

優(yōu)化三部曲：加速運轉(zhuǎn)、提升識別力、查錯

這一研究團隊當中除了美國人，還有來自中國及法國的科學家。負責人弗洛伊德·羅梅斯伯格教授說：“我們已經(jīng)讓這個半合成有機體更加像生命了�！彼�介紹了在新一輪研究中的三大改進：首先，他們優(yōu)化了所使用的核苷酸轉(zhuǎn)運工具，加快了大腸桿菌的生長速度，并在分裂時容易保留堿基X與Y；第二，人工堿基Y獲得優(yōu)化，更容易在DNA復制過程中被合成DNA分子的酶識別，從而讓細胞更容易復制人工堿基對；第三，研究人員利用最新基因編輯工具CRISPR-Cas9開發(fā)了一個查錯工具，它會把不含X與Y堿基對的基因序列視為外來入侵者，這樣，不含X與Y堿基的細胞將被銷毀。

他們還在在論文中寫道，這項工作是創(chuàng)造具有完全非自然屬性與特征的有機體工作的一個起點。該科研成果將助科學家繼續(xù)研發(fā)出新的蛋白質(zhì)，以發(fā)明新藥物，甚至能幫助人們在納米技術上取得重大突破。（建平）