合成生物学领域传来喜讯,我国科研团队取得显著进展。他们成功完成了大规模人类DNA的精确合成与组装,并实现了跨物种的传递。这一成就具有极其重要的意义。
科研成果发布
7月10日,《自然 - 方法》杂志发布了全国重点实验室与天津大学合成生物与生物制造学院元英进院士团队的研究新进展。他们成功地将从头合成的、具有兆碱基规模的人类基因组DNA送入小鼠的早期胚胎中。这一成果标志着合成生物学领域的一项重大突破。随着消息的扩散,全球科研界都将目光投向这一领域,期待这一成果能带来更多新的可能性。
技术瓶颈难题
人类基因组的设计合成面临两大关键技术的障碍。首先,超过50%的区域由极其复杂的重复序列组成,这使得精确合成和准确组装变得极为困难;其次,超大片段DNA的跨物种高效转移至今尚未实现突破。这两个问题严重制约了合成基因组学在高等生物领域的应用与发展,众多科研团队正致力于解决这些难题。
团队攻坚方向
本次研究聚焦于人类Y染色体上关键的精子生成区域,即无精子症因子a(AZFa)。该区域若出现缺失,将引发男性不育的严重后果,患者通过手术获得精子的可能性几乎为零。研究团队从基础的小片段开始,逐步合成并组装,成功攻克了这一医学难关,为不育患者带来了新的希望。
合成拼接成果
研究团队成功地在酿酒酵母中实现了无精子症因子a(AZFa)的高效连接。他们历经重重技术挑战,对每个步骤都进行了精确的操作。在实验室中,科研工作者辛勤工作,不分昼夜,最终将众多小片段精确地拼接成了所需的基因序列,为后续的研究工作奠定了坚实的基础。
跨物种递送突破
团队运用显微注射技术,将合成的基因组高效地输送至小鼠的早期胚胎,并且首次记录到了合成基因组在胚胎四细胞阶段开始转录的过程。这一成就表明,大规模的人类DNA能够成功跨越物种界限,在小鼠体内发挥作用,为未来的医学应用积累了宝贵的经验。
成果重大意义
这项研究成功完成了对人类基因组在兆碱基尺度上的全新合成与组装,实现了跨物种的基因转移,并对基因功能进行了重塑。这一成果将促进合成基因组学在高等生物领域的进步,为医学治疗某些复杂疾病提供了新的策略,对生物学领域基因功能的深入研究也提供了助力。同时,它还将对相关产业的发展产生正面效应。
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