1楼：爱演戏的男孩
2014年，sc2.0已创建了一个单一的人工酵母染色体。此次国际合作，中外科学家们共完成了5条染色体的化学合成，其中中国科学家完成了4条，占完成数量的66.
7%，把sc2.0计划向前推进了一大步。
其中，元英进带领的天津大学团队完成了5号、10号（synv、synx）染色体的化学合成，并开发了高效的染色体缺陷靶点定位技术和染色体点突变修复技术；戴俊彪研究员带领清华大学团队完成了当前已合成染色体中最长的12号染色体（synxii）的全合成；深圳华大基因研究院团队联合英国爱丁堡大学团队完成了2号染色体（synii）的合成及深度基因型－表型关联分析。
“人工合成基因组的尺度和复杂度的不断提升，向科学界对生物体运作方式以及生命本质的认知提出了越来越大的挑战。在基因组尺度的dna合成中面临的一个巨大挑战，是定位人工基因组中影响细胞长势的序列，即缺陷（bug）。常规的排除缺陷（debugging）的方法有三种，都有费时耗力、效率不高的缺点。
”元英进团队成员、“10号染色体”文章第一作者、天津大学博士生吴毅介绍说：在合成长达770kb（kb：千碱基对）的酿酒酵母10号染色体的过程中，我们创建了基因组缺陷靶点快速定位与精确修复方法，解决了全化学合成基因组导致细胞失活的难题。
我们所得到的全合成酵母染色体具备完整的生命活性，能够成功调控酵母的生长，并具备各种环境响应能力。此方法在化学合成基因组研究中具有普适性，并且作为一种新颖的表型和基因组关联性分析的策略，有望显著提升我们对基因组结构和功能的认知。”
“5号染色体”文章第一作者、天津大学博士生谢泽雄说，在全面推进sc2.0计划的过程中，我们建立了基于多靶点片段共转化的基因组精确修复技术和dna大片段重复修复技术，解决了超长人工dn**段的精准合成难题。同时，我们首次实现了真核人工基因组化学合成序列与设计序列的完全匹配，系统性支撑与评价了当前真核生物的设计原则。
该技术的突破为研究人工设计基因组的重新设计、功能验证与技术改进奠定了基础。利用化学合成的酵母5号染色体定制化建立了一组环形染色体模型，通过人工基因组中设计的特异性水印标签实现对细胞**过程中染色体变化的追踪和分析，为研究当前无法**的环形染色体疾病、癌症和衰老等发生机理和潜在**手段提供了了研究模型。此外，我们发展了多级模块化和标准化基因组合成方法，创建了一步法大片段组装技术和并行式染色体合成策略，实现了由小分子核苷酸到活体真核染色体的定制精准合成。
”清华大学的戴俊彪团队，则设计合成了12号染色体。在研究中，他们开发了长染色体分级组装的策略，即：首先通过大片段合成序列，在6个菌株中分别完成了对染色体不同区域内源dna的逐步替换；然后利用酵母减数**过程中同源重组的特性，将多个菌株中的合成序列进行合并，获得完整的合成型染色体。
针对12号染色体上存在的高度重复的核糖体rna编码基因簇进行删除及工程化改造，并利用修改后的重复单元在基因组多个位点重建了核糖体rna编码基因簇。“该工作奠定了未来对其他超大、结构超复杂的基因组进行设计与编写的基础，同时也证明了酵母基因组中rdna（核糖体dna）区域及其他序列均具有惊人的灵活度与可塑性。”戴俊彪表示。
深圳华大基因研究院与英国爱丁堡大学共同完成2号染色体的从头设计与全合成（长770 kb），合成酵母菌株展现出与野生型高度相似的生命活性。该**的第一作者、深圳国家基因库合成与编辑平台负责人沈玥介绍说，科研人员使用“贯穿组学（trans-omics）”方法，从表型、基因组、转录组、蛋白质组和代谢组五个层次系统地进行基因型－表现型的深度关联分析，证明了人工设计合成的酿酒酵母基因组可增加、可删减的高度灵活性。”
令人欣喜的是，华大基因与爱丁堡大学合成的酵母菌株，不仅与野生型有高度相似的生命活性，而且对环境的适应性大大加强，其进化速度呈几何级提高。
人工合成酵母染色体意义何在？
2楼：爱演戏的男孩
曾参与“人类基因组测序计划”的华大基因理事长杨焕明院士介绍说，合成生物学（synthetic biology）是继“dna双螺旋发现”和“人类基因组测序计划”之后，以基因组设计合成为标志的第三次生物技术革命。他指出，生物学界内最重要的分类依据，既不是植物和动物，也不是多细胞和单细胞生物，而是以原核生物和真核生物来区分。“细菌、病毒等原核生物的基因组相对简单，而动物、植物、真菌等等真核生物的基因（dna）既丰富又复杂，通常会包含数亿至甚至数十亿碱基对信息。
同时，作为遗传物质的dna通常被分配到不同的染色体中，而这些染色体又深藏在细胞核的特定区域。所以，合成一个真核生物的基因组是一项非常艰巨的任务。但是，如果生物学真正做到引领技术革命，合成真核生物基因组技术必将发挥非常核心的作用。
”为完成设计和化学再造完整的酿酒酵母基因组，国际科学界发起了酿酒酵母基因组合成计划（sc2.0计划），这是合成基因组学（synthetic genomics）研究的标志性国际合作项目。该项目由美国科学院院士杰夫·伯克发起，有美国、中国、英国、法国、澳大利亚、新加坡等多国研究机构参与并分工协作，试图重新设计并合成酿酒酵母的全部16条染色体（长约12mb，1mb是百万碱基对）。
单染色体真核细胞已问世然后会有什么影响？
3楼：0o哒丫梨
人工智能的到来引起了人类的恐慌，强大的机器让人们担心终有一天我们将被机器统治，而单染色体真核细胞的问世或许也会从另一个角度引起人们的忧虑。未来某一天，人类会不会创造出比自身更强大的生命？
对此，覃重军表示，目前人类对生命基因组遗传密码的运转机制所知甚少。“分子生物学的发展让我们对单个基因有了一定了解，但他们彼此间如何协作、又怎样变化我们知道很少。目前，我们处在简单模仿自然的水平，真的去创造尤其是脱离大自然的‘蓝本’去创造几乎不可能，所以距离‘100％人造生命’还差得很远。
”大手笔改造酵母染色体基因组的过程中，覃重军深深感慨于自然的神奇。“微生物的变化非常快，你稍做改动，大自然就会以完全嘲笑人类理解能力的方式，变化出更多可能。”
他认为，科学家一定要有坚定的伦理操守。“坚决不能做致病生物的改造，因为你不知道最终会出现什么结果。所以我们拿酿酒酵母这种可食用的微生物做改造，目的是找到阻止其变异、恶化的解决办法。”
酵母三分之一基因与人类同源，人造单染色体真核酵母细胞的诞生为研究人类染色体异常疾病提供了重要模型。端粒是染色体末端的保护结构，端粒的长短与过早衰老、基因突变、肿瘤等疾病形成有关。单染色体真核酵母细胞仅有2个端粒，这为研究上述疾病也提供了很好的研究基础。
下一步，科研团队将借助该模型研发人类染色体缺陷或倍增等相关疾病的**方法。
此外，保罗·埃文斯认为，人造单染色体真核酵母细胞也可成为研究染色体生物学基本概念的强大资源，包括染色体的复制、重组和分离，这些都是生物学领域十分重要的主题。
人造生命对应的学科叫合成生物学。如果说基因编辑还是对生命遗传物质的“小修小改”，那么合成生物学则是“推倒重来”。
本世纪初，合成生物学在基因组学、系统生物学、工程学等多学科基础上逐渐形成。经过多年不懈努力，我国已形成初具规模的合成生物学基础科学研究、技术创新、产品开发团队，一大批重点实验室和研究中心相继建立。
2017年3月，国际学术期刊《科学》以封面文章形式发表了美、中、英等多国科研机构共同参与的“人工合成酵母染色体项目”的部分成果，他们用化学方法合成了5条酵母染色体，其中，中国科学家合成了4条，相比“人类基因组计划”中国科学家所承担的1％基因测序有了大幅进步。
此次成果不仅完全由中国科学家独立完成，而且对酵母全部16条染色体进行大剪大拼，最终合成为1条，可谓在去年前人的工作基础上又迈出了一大步。
如果说在“人工合成酵母染色体项目”中，我国科学家扮演了“挑大梁”的角色，那么在此次“单条染色体真核酵母细胞”的合成中，我国科学家掌握了核心关键技术，获得了国际同行的广泛认可。
接下来，合成生物学如何迈入新时代？覃重军认为，“思想上大胆创新＋工程上精细实施”，是未来中国合成生物学取得重大突破不可缺少的两大因素。“西方合成生物学的研究模式强调精细化工程实施，但只有工程实施远远不够，敢于跳出权威束缚、有原创思想引领才是保持领先优势的关键。
”此外，业内专家一致认为，要对合成生物学可能带来的负面影响与国际同行加强伦理讨论、建立预警机制、完善监管制度。生命是大自然的“作品”和生物长期进化的结果。下一步，合成生物学要对生物种类、生命基因的改动设置明确的“红色警戒线”，谨防破坏既有生态系统、引发生物安全风险。
人工合成4条酵母染色体价值何在？
4楼：爱演戏的男孩
“2000年公布的人类基因组测序，中国只承担了百分之一的工作，这次我们完成了酿酒酵母染色体合成的四分之一，可以说是中国在合成生物学领域取得的突破性成果，进一步奠定了我国在这一领域的国际地位。”杨焕明说，“两相比较，不难看出我们在生命科学研究领域的巨大进步。在酿酒酵母设计与合成研究中，我们已由‘跟跑’转为‘并跑’，今后‘领跑’也不是不可能。
”sc2.0计划国际化的高效运作模式也给国际性大型旗舰项目提供了很好的参考模板，该计划的实施是基因组编写计划的重要基础。元英进认为，多国组成大型国际联合团队使突破重大科学问题和技术难题具有必然性，中国的研究者在本次国际计划中发挥了举足轻重的作用。
在这个过程中，我们培养了大批具有国际视野的拔尖创新青年人才，中国的基因组设计合成能力也提升到了前所未有的高度。此次国际合作取得的巨大成功将鼓励更多的中国的学者更积极地参与到大型国际合作项目中去。
据介绍，在历届合成基因组年度会议上，天津大学科研团队均向国际合作联盟介绍了自己的项目研究进展。2016年7月，第五届sc2.0和合成基因组会议在英国爱丁堡举行，吴毅和谢泽雄介绍了天津大学化学全合成酿酒酵母染色体的最新研究进展。
同时，天津大学合成生物学团队4名成员积极参与2016年5月举行的基因组合成闭门会议，加入了“世界合成生物学顶级俱乐部”。
据戴俊彪介绍，我国科学家取得的上述成果，不仅对于深化生命认知、推进相关研究意义重大，而且也将在实际应用中大显身手。此前，基因修饰的酵母已经用来制作疫苗、药物和特定的化合物，这些新成果的发表意味着化学物质设计定制酵母生命体成为可能，产物范围也将被拓展。随着人工合成酵母的推广应用，必将显著提高其在工业生产、药物制造等方面的效率与质量。
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