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張佳星

    近日，《自然》上發(fā)表了題為《從頭人工合成重編碼大腸桿菌基因組》的研究，有媒體報(bào)道稱這是人類(lèi)“人工合成并徹底改變的首個(gè)全基因組生物”。
    聽(tīng)著很炫酷，但當(dāng)“首個(gè)”前加了更多的限定詞之后，則意味著它的突破范圍逐漸狹窄——例如：首個(gè)吃螃蟹的人、首個(gè)煮著吃螃蟹的人、再到首個(gè)在廚房煮著吃螃蟹的人……
    此次研究的創(chuàng)新點(diǎn)并不在于合成全基因組生物，這件事2010年已經(jīng)由克雷格·文特研究團(tuán)隊(duì)突破，后來(lái)者基本沿用他們的方法，即“借雞生蛋”模式，向一個(gè)被掏空內(nèi)核的細(xì)菌植入由人工合成的基因組，新的基因組取得生物體的生命控制權(quán)形成新生命。
    具體到此次研究中，英國(guó)劍橋大學(xué)研究人員利用他們合成的基因組替換了大腸桿菌的基因，仍舊不是“從無(wú)到有”。這次的“首次”源于另一個(gè)維度：團(tuán)隊(duì)首次將64個(gè)密碼子（3個(gè)堿基為1個(gè)密碼子）“合并同類(lèi)項(xiàng)”為61個(gè)密碼子，使得合成基因組的堿基對(duì)由野生型的470萬(wàn)個(gè)壓縮到400萬(wàn)個(gè)。
    但其壓縮“力度”似乎并不及之前的工作。筆者查閱資料發(fā)現(xiàn)，克雷格·文特團(tuán)隊(duì)在2016年就已成功將人工基因組的堿基對(duì)由110萬(wàn)個(gè)壓縮到57萬(wàn)個(gè)，壓縮近一半。
    近些年，合成生物學(xué)領(lǐng)域走起“簡(jiǎn)約風(fēng)”。聽(tīng)上去很“文藝”，但大多是基于成本、復(fù)雜性等研究實(shí)際考慮，例如，2018年中國(guó)科學(xué)家覃重軍研究團(tuán)隊(duì)首次人工創(chuàng)建了單條染色體的酵母細(xì)胞，將染色體數(shù)從16變1，就打破了“端粒”“著絲?！钡忍烊簧飳W(xué)系統(tǒng)中的“保護(hù)”壁壘。
    而這次從密碼子的角度思考“簡(jiǎn)約”是其創(chuàng)新點(diǎn)。由于四類(lèi)堿基每3個(gè)組成一個(gè)密碼子，按排列組合的算法，則密碼子最多為4的3次方個(gè)，即64個(gè)。不同的密碼子編碼不同的氨基酸，在整個(gè)生命體中，64種密碼子僅編碼20種氨基酸和1個(gè)終止密碼。
    64“對(duì)標(biāo)”21，這種冗余給了人類(lèi)“重編碼”的空間。因此，這種“合并同類(lèi)項(xiàng)”工作肯定能完成，并不必為其貼上“人類(lèi)造物主”的標(biāo)簽。至于新興科學(xué)合成生物學(xué)中的“首個(gè)”，公眾在表示嘆服之前還是應(yīng)有所辨別，讀懂細(xì)節(jié)將更有助于判斷它的科研價(jià)值和重要程度。

（責(zé)任編輯：秋彤）