從頭開始建造染色體可能聽起來像是科學製造，但科學家實際上已經做到了 – 並使其起作用。在一項雄心勃勃的努力中，研究人員為酵母菌創建了一種完全合成的染色體，這是一種在烘烤和生產中發現的常見生物。真正的驚喜？仔細調節一些缺點後，實驗室製造的染色體使酵母也可以正常生長，即使在壓力狀況（例如熱量和缺乏營養）中。這項成就是酵母基因組2.0版的合成項目的一部分，該項目探討了定制基因如何重塑我們對生物學的理解並導致新的強大技術。
麥格理大學的研究人員，包括Isak Pretorius教授，Ian Paulsen教授，Hugh Gold博士和Heinrich Kroukamp博士，以及Johns Hopkins University和Edinburgh大學的團隊，領導了這項研究。他們的結果分為《自然通訊》雜誌，描述了它們的建造方式，然後修復了該合成染色體，以幫助酵母生長並表現為原始染色體。這些改進是基於同一項目的先前課程，其中包括調節合成DNA設計和性能的新智能方法。
創建合成染色體遵循步驟的方法。分別在峰的不同菌株中分別產生片段，然後通過混合DNA和DNA的性質連接。最初，人造染色體使酵母的生長較差，尤其是在高溫或配備有限的食物來源時的困難條件下。科學家使用了一種依賴一種稱為基於DNA的基因組系統更新的現代基因編輯工具的方法來確定合成染色體的哪些部分是造成問題的。在負責細胞中銅運動的基因中發現了一個主要問題。控制這種激活的區域的變化發現了酵母生存的能力。另一個問題來自與細胞分裂相關的基因，在該基因中，設計變化破壞了其正常功能。
恢復原始控制序列並重置某些輔助RNA分子（稱為轉移RNA）有助於解決生長問題。根據Pretorius教授的說法，“我們確定了基因調節區域附近的重組位點引起的主要誤差，這對基因和細胞能力的表達產生了無意的後果。”這些校正使酵母甚至在具有挑戰性的條件下也能夠恢復健康的生長，從而使其更像自然應變。
這些更正導致了寶貴的知識。在非常接近控制重要基因的區域的小型DNA標籤上再次跟踪了許多問題。該團隊的回應是開發了一個清潔版，稱為合成染色體16版2.0版。該更新的版本刪除了問題區域，改進了基因停止信號，並減少了添加的DNA標籤的數量。這些步驟幫助合成染色體更有效地發揮作用，並為科學家提供了一種更可靠的模型，用於在其他生物體中建立人工染色體。
致力於逐步改進過程，研究人員遵循設計，測試和煉油週期。他們發現，儘管酵母可以忍受其遺傳物質的許多變化，但某些部分 – 尤其是在區域和外部蛋白質編碼基因中，幾乎沒有替代品的特殊注意力。再次添加在一個小的特殊DNA圓圈中缺少的所有缺失的RNA顯著改善了酵母的健康狀況，尤其是在壓力大的生長條件下。
這些從現在申請了更強版本的十六個合成染色體的課程為科學界提供了一個強大的例子，說明瞭如何構建真正有效的人造染色體。這些發現可以幫助領導定制染色體的設計，不僅是酵母，而且對植物和動物來說，這對於維持遺傳平衡至關重要。畢竟，這種改進的染色體設計強調了當今的遺傳療法可以做的事情，並為建造複雜的遺傳系統提供了有用的指南，這些遺傳系統持久，有效且為將來的創新做好準備。
日記
Gold HD，Kroukamp H.，Erpf PE等。 “構建和重新設計重複i Synxvi 合成903 kb 釀酒酵母 染色體”。《自然通訊》，2025年。doi：
關於
以撒教授 它是合成生物學和生物技術的主要人物，以其酵母遺傳和基因組工程的工作而聞名。他總部位於澳大利亞麥格理大學的總部，在全球設計和建立合成真核基因組的努力中發揮了核心作用，包括合成峰的合成基因組。 Pretorius教授在微生物學的背景和對重編程生物系統的熱情中為開髮用於工業和研究應用的定制遺傳工具做出了重大貢獻。他的領導希望基礎科學和應用創新，尤其是在葡萄酒生產，發酵和生物工程等領域。它也因指導發展學者並促進基因組規模項目的國際合作而聞名。
伊恩·保爾森教授 他是麥格理大學（Macquarie University）的微生物基因組學專家，他專注於微生物科學的系統生物學，合成生物學和環境應用。他的研究經歷了用於生物技術目的的微生物的微生物生理，代謝網絡和基因工程的研究。 Paulsen教授是酵母基因組合成項目的主要貢獻者，它帶來了數據指導的數據，以理解和重新設計微生物基因組。他的工作經常集成計算建模和功能基因組學，以應對可持續性和工業生物技術方面的全球挑戰。憑藉對跨學科研究的堅定承諾，它以建立計算生物學和實驗科學之間的差距而聞名。
休·戈爾德博士 他是一位以分子生物學和基因組工程專業知識而聞名的老科學家。它與新南部威爾士的小學產業部有關，並在酵母和其他微生物系統中廣泛地開展了合成生物學應用。作為合成染色體XVI的設計和調試的主要貢獻者之一，Gold博士幫助促進了基因組規模上的工程局限性。他的工作著重於改善合成生物中的遺傳穩定性，功能和性能。 Gold博士在應用生物學方面具有實踐背景，通常轉化為廣泛的工業和農業重要性的工具和策略，包括可持續的生物技術和生物技術。
海因里希·克魯坎普博士 他是一名微生物生物技術學家，以在合成基因組和細胞工程的建設中聞名。根據澳大利亞，在微生物原和麥格理大學的陪同下，他為開發合成酵母染色體的主要國際努力做出了貢獻。 Kroukamp博士的專業知識在於菌株的發展，優化發酵並解決工程生物體中的生物障礙。在酵母基因組的合成項目中，它在測試，調試和完善合成DNA方面發揮了關鍵作用，以確保強勁的生長和性能。他的研究橋樑分子設計具有實際的結果，有助於在工業發酵，可再生生物生物生物生理和微生物生理學等領域的創新。
