新加坡国立大学(NUS)科学家与中国科学院深圳先进技术研究院戴俊彪课题组合作，合成了重新设计的酵母染色体XV，它由105万个碱基对组成，是亚洲最大的合成染色体。这一成果为理解有关生物过程的基本问题打开了大门。这项研究发表在新一期《细胞基因组学》杂志上。
酵母是理解基本细胞过程的重要模式生物，因为它在细胞水平上与植物和动物相似，而且操作和研究要简单得多。因此，重新设计和合成酵母基因组可帮助科学家了解遗传变异对个体特征的影响，从而有可能阐明遗传病的机制。
此次研究是合成酵母基因组计划的一部分，该计划由世界各地的实验室共同努力，从零开始重新设计和构建全部16条酵母染色体。此次研究成果被视为是合成生物学领域的一个重大里程碑。
在创造合成染色体XV(synXV)的过程中，团队对原始DNA进行了大范围重新设计，产生了一个与天然DNA截然不同的独特序列。
为了简化synXV的组装过程，团队开发了一项突破性的技术，称为CRISPR/Cas9介导的有丝分裂重组与核内复制(CRIMiRE)。这项创新技术显著加快了在特定位置交换大染色体DNA片段的速度，从而使多个合成染色体片段能够同时组装并缝合在一起，形成完整的synXV。
在生成合成酵母染色体后，CRIMiRE进一步将synXV与另一条酵母染色体混合和匹配。这产生了不同的基因组合，有助于阐明遗传变异和个体特征之间的联系。传统方法无法有效地改变DNA序列，但CRIMiRE的使用简化了这一过程，将时间缩短到原来的十分之一，可能会彻底改变为更复杂的生物体构建更大的合成染色体的方式。
研究人员表示，这项工作的成果有望为合成基因组学的未来发展铺平道路，特别是设计更大和更复杂的染色体。这种方法可能有助于破译和更好地理解遗传病的机制，并有可能设计出相应治疗方法。
(责任编辑：韩梦晨)
