图片新闻基因合成为现代医疗提供新方向中国药科大学科研团队发现治疗抑郁症的新靶标半导体技术正在改变世界科学家实现量子超表面图像边缘探测
第07版:科技创新·项目
上一版 下一版  
图片新闻
基因合成为现代医疗提供新方向
中国药科大学科研团队发现治疗抑郁症的新靶标
半导体技术正在改变世界
科学家实现量子超表面图像边缘探测
     
 
重庆日报 | 重庆日报农村版 | 重庆科技报
重庆日报报业集团主办 
3上一篇  下一篇4  
2021 年 01 月 05 日 星期 放大 缩小 默认  
盘点十大新兴技术(十)

基因合成为现代医疗提供新方向

  近年来,基因合成技术的飞速进步,让改变基因组成为可能。并且,在新技术的支持下,科学家能够深入了解病毒传播方式,有助于研制生产疫苗及治疗方法。据估计,未来基因合成技术可以可持续地从生物质或废气中生产化学品、燃料或建筑材料,甚至可以让科学家设计抗病原体的植物,或者自主编写基因组,为遗传病的治疗打开新的大门。

  人工方法获取基因

  基因合成是指用人工方法合成基因的技术,是基因获取的手段之一,相对于从已有生物中获取基因来说,基因合成不需模板,因而不受基因来源限制。

  基因合成是当前合成生物学的主要内容,通过基因合成,可以获得自然界中不存在的基因,为人类改造生物开辟一个全新的方向,在可预计的将来,基因合成将在生命科学领域发挥巨大作用。现今,基因合成在新能源、新材料、人工生命、核酸疫苗、生物医药等领域的作用已有初步体现,甚至也存在潜在的被开发成生物武器的可能。

  基因合成的合成周期短,可以保证序列的100%正确无误;具有更大的灵活性,可以对基因的酶切位点和基因序列进行修改,方便下游的克隆和实验;研究人员能够根据自己的意愿设计得到自然界中很难获取或甚至不存在的基因;可以进行密码子优化,使基因在各种生物表达体系中都能得到良好表达。

  人造细菌有望解决能源问题

  2010年,美国生物学家Craig Venter宣布开发出了首个由合成基因组所控制的细胞,这代表着世界上首个人造生命细胞的诞生,是人类科学历史上的一个突破性成果。

  在这项研究中,Craig Venter博士与其团队通过化学的方法合成了蕈状支原体的基因组,然后将其植入到与它亲缘关系很近的细菌山羊支原体的细胞里,获得了全新的蕈状支原体,植入的基因组能调控这一细胞,新移植的基因组取代原基因组发挥作用,把寄主细菌转变成蕈状支原体,并且,这一新产生的生命能够进行自我的生长和繁殖。

  之后,Craig Venter博士与其团队利用该技术生成细菌并设计出了更新颖的基因组,含有这些基因组的细菌能够完成特别的任务,比如把煤转变成清洁天然气,并把吸收二氧化碳的藻类转变成碳氢化合物燃料,以帮助解决能源、环保或其他问题。

  Craig Venter博士表示,这项新成果可能将成为生物学领域最有效的一种工具,为创制新的可用于生产生物燃料、清理毒性废物、碳截留或其他应用的微生物打下了坚实的基础。

  首次合成全基因组生物

  2019年,英国剑桥大学的研究者们首次完全合成并彻底改变了大肠杆菌的DNA密码子,这为人类敲开了合成生物的大门。

  大肠杆菌的生存范围极其广泛,遗传密码子相对简单,是全球研究者心中最理想的研究模型,为生物材料、合成药物以及病毒学等多个领域的发展做出了不可磨灭的贡献。剑桥大学分子生物学实验室的研究人员首先提取了野生大肠杆菌的基因组成,分析每个基因对于大肠杆菌的生存意义,之后设计并合成大肠杆菌所需的所有的基因,再使用这些重组的基因合成了首个“人造”大肠杆菌。

  伦敦帝国理工学院合成生物学研究员Tom Ellis表示:“这项研究将合成基因组学领域提升到了一个新的水平,不仅成功构建了迄今为止最大的合成基因组,而且编码变化也达到了迄今为止的最高水平。”但他也认为,此纪录很可能在不久后就会被打破。

  (本报综合)

3上一篇  下一篇  
 
《重庆科技报》版权所有 未经书面授权 不得复制或建立镜像
地址:重庆市渝中区双钢路3号科协大厦 邮编:400013
技术支持:北京北大方正电子有限公司