细胞工程：如何解构基因 合成生物学家向重写更复杂生命基因组进军

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编辑障碍

如果不出问题的话，一个超大块的基因可在两周内被整合及验证。健康测验和“调节”“在这一点上比实际构建花费的时间更长”。纽约大学兰贡医学中心的 Jef Boeke 说。

到目前为止，他表示，每个被完成的染色体仅显现出少量引人注目的“故障”。其中一些来自于基因组注释错误，另一些则是由密码子替换造成的，例如改变二级 RNA 结构。

在大多数情况下，酵母在冲压之下会滚动。但突然出现的小故障表明了更大规模的编辑项目——基因组编写计划（GP-write）所面临的挑战，它旨在重写更加复杂的真核细胞的基因组。

除了大规模（30 亿个碱基对）层面的明显问题，人类基因组的大小也比酿酒酵母大两个数量级，而更复杂生命的基因组注解程度更低。另外还有其他挑战。国际合成基因组酵母计划（Sc2.0）和其他基因组改写计划倾向于避开基因的调控区域，但在更复杂的生命体如真核生物中，这些通常距离它们影响的基因较远，其图谱可能尚未得到充分绘制。因此，研究人员可能不知道改写哪个片段以及不改动哪些片段。另外，如此大规模的基因组改变会如何影响核染质的结构并进一步影响基因表达也尚不清楚。

在实践层面，染色体大小的 DNA 分子如果不打破就很难操作，目前尚无有效方法可以将它们传输到大多数真核细胞中。即便科学家可以传输 DNA，他们可能也难以将其融入到基因组中，因为大多数类似基因不能像酵母那样进行同源重组，而且它们更加缓慢的生长拖延了每个实验步骤。

此外，还需要考虑合成 DNA 的成本。哈佛大学怀斯生物工程研究所生化学家 Pamela Silver 带领的团队因为在鼠伤寒沙门氏菌领域的研究工作获得了来自美国国防高级研究计划局的资助，这使该团队可以在 DNA 合成方面商洽较为有利的价格。但她表示，如果按照每个碱基对 0.10 美元计算，她的项目将要花费 100 多万美元；对照来看，人类基因组将要花费相当于此数百倍的资金。

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