孔子曰：知其不可為而為之。
如果基因組代表了你的所有遺傳信息飘弧，那么一旦你的基因組發(fā)生改變，你的命運(yùn)砚著，甚至你的整個(gè)人都會(huì)發(fā)生徹底改變次伶。
逆天改命，聽起來像某些周易大師做的事情稽穆。
不過冠王，我今天說得是，如何科學(xué)的逆天改命舌镶。
也就是全人工合成基因組柱彻，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生命的人為操縱。
人工合成基因組的開創(chuàng)者是Craig Venter餐胀，如果你看過我之前的精選書單的話哟楷，其中《生命的未來》就是他的杰作。
Craig Venter絕對(duì)是一個(gè)牛人否灾，第一次名聲鵲起是人類基因組計(jì)劃卖擅。一個(gè)人獨(dú)挑整個(gè)生物學(xué)界，鳥槍法測(cè)序速度實(shí)在太快墨技，碾壓其余測(cè)序機(jī)構(gòu)磨镶。最后各國政府不得不屈服，選擇與之合作健提。一代梟雄，于2003年伟叛，開創(chuàng)組學(xué)時(shí)代私痹，從此生物信息學(xué)有了用武之地。
你以為這就是結(jié)局么统刮？
不紊遵，這個(gè)精力旺盛的老頭，組建了Venter研究所（J. Craig Venter Institute）侥蒙，知其不可為而為之暗膜，開始進(jìn)行生命的創(chuàng)造，這之前可是上帝的工作鞭衩。
當(dāng)然学搜，Venter不是要?jiǎng)?chuàng)造弗蘭肯斯坦娃善，他可能想過，不過難度太大瑞佩。我們先定一個(gè)小目標(biāo)聚磺。既然基因組是所有遺傳信息的載體。當(dāng)然要挑基因組最小的物種來搞炬丸。
支原體（Mycoplasma genitalium）瘫寝，是當(dāng)時(shí)已知自然界基因組最小的能獨(dú)立生活的細(xì)胞生物，只有583 kb稠炬。Venter認(rèn)為支原體的基因組還可以進(jìn)一步減少焕阿，從而包含最小基因組（Minimal Genome ）的支原體。
當(dāng)然雖然是小目標(biāo)首启，工作量依然很龐大暮屡。
首先要解決三大問題：
第一，化學(xué)合成的基因組如何組裝回去闽坡？
第二栽惶，化學(xué)合成的基因組如何掌控宿主細(xì)胞？
第三疾嗅，最小的基因組究竟有多型獬А？
沉默了六年代承，Venter再次出手汁蝶。2008年JCVI-syn1.0版本橫空出世，解決了第一個(gè)問題论悴，基因組組裝問題掖棉。發(fā)表于Science雜志題目為Complete chemical synthesis, assembly, and cloning of a Mycoplasma genitalium genome。
方法并不難膀估，就是同源重組幔亥。
先分割成5-7kb的DNA片段，總共分了101段察纯。
當(dāng)時(shí)其中的重復(fù)工作量極大帕棉，工作過程極為枯燥。
這需要多大的耐心啊饼记。
果然那句名言是對(duì)的香伴，科學(xué)是美麗的，研究科學(xué)是痛苦的具则。
第二個(gè)問題相對(duì)簡(jiǎn)單即纲，所以從1.0到2.0版本只用了兩年。2010年博肋，依然是Science題為Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome 低斋。
解決了合成基因組的住房問題蜂厅。原理也很簡(jiǎn)單，就跟轉(zhuǎn)一個(gè)質(zhì)粒一樣拔稳，把基因組給轉(zhuǎn)進(jìn)去葛峻。然后利用抗性篩選，把自然的基因組給踢出去巴比，鳩占鵲巢术奖，合成的基因組就有房子住了。
但是JCVI-syn3.0版本轻绞，整整等了六年采记。原因無他：工作量實(shí)在太大。
syn3.0完美地為這個(gè)project畫上了句號(hào)政勃，起于Science唧龄，最后也終結(jié)于Science，發(fā)表題為Design and synthesis of a minimal bacterial genome奸远。解決最后一個(gè)問題既棺，合成最小基因組。
讓我們來看一看懒叛，一個(gè)細(xì)胞要想獨(dú)立活下來其基因組至少需要531 kb長的序列和473個(gè)必需基因丸冕。
基因信息表達(dá)占比41%（主要跟基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯相關(guān)）
基因組信息保存占比7%（主要跟基因組的穩(wěn)定性和復(fù)制相關(guān)）
膜結(jié)構(gòu)與功能占比18%（主要跟細(xì)胞膜有關(guān)）
胞質(zhì)代謝占比17%（主要是蛋白和小分子的修飾和降解相關(guān)）
未知功能占比17%（未知代表著希望。）
科研民工們薛窥，想想其實(shí)挺不容易的胖烛，
沒有你們?nèi)諒?fù)一日的勞作，單調(diào)乏味的重復(fù)诅迷，就沒有合成生物學(xué)的今天佩番。
這么多基因一個(gè)一個(gè)敲下去，一個(gè)一個(gè)合成下去罢杉，再一個(gè)一個(gè)組裝上去趟畏，最終造就了JCVI-syn3.0
JCVI-syn3.0是盡頭了么？
who knows?合成生物學(xué)滩租，一切皆有可能拱镐。
