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文檔簡介

1、科學(xué)前沿:組裝細(xì)胞,鞏義三中 喬瓊瓊,組裝細(xì)胞,實際上就是要人工組裝生命。因為大多數(shù)科學(xué)家將生命定義為一個可以獨(dú)立于其他細(xì)胞而生存、生長和復(fù)制的細(xì)胞。 1990年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人體生殖道支原體可能是最小、最簡單的細(xì)胞。1995年,美國科學(xué)家文特爾(C.Venter)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,對這種支原體的基因組成進(jìn)行了測序,發(fā)現(xiàn)它僅有480個基因。如果在480個基因中辨認(rèn)出細(xì)胞生活必不可少的“基本基因”,那么就有希望人工合成這些基因一段不長的DNA分子。 。,兩個世紀(jì)相交,生物界曾發(fā)生過兩件轟動全球的大事。 第一件當(dāng)屬哺乳動物克隆技術(shù)的出現(xiàn)克隆羊多利誕生。 而另一件,則是堪比阿波羅計劃的人類基因組計劃。

2、這兩件震驚全球的大事,將生命科學(xué)推到風(fēng)口浪尖,才有了那句“21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)”。 克隆羊多利的誕生,自然成就了無數(shù)名動天下的科學(xué)家。 但奇怪的是,那個耗資幾十億美元,靠6國科學(xué)家聯(lián)手完成的人類基因組計劃,仿佛就只有一個人獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。他就是科學(xué)狂人克雷格文特爾,可主流的測序方法是“鏈終止”測序法,效率極低。 主要通過加入鏈終止核苷酸,將一條DNA上的幾千萬甚至上億個堿基對一個一個測出來。 而且承辦項目的,多數(shù)又是官方機(jī)構(gòu)。 在“官僚地獄”的裹挾下,項目進(jìn)展更是堪憂。 “鏈終止法”應(yīng)用的原理為第一代測序法,也叫桑格爾測序法 這龜速文特爾是看不下去了,于是他決定用一種全新的基因測序技術(shù)來進(jìn)行測序

3、工作。,1990年,HGP(人類基因組計劃)正式啟動,這項集結(jié)了6國之力的計劃引起了全世界的關(guān)注。 而美國,作為HGP的領(lǐng)頭羊,一下子就向這個項目里砸了好幾個億。 當(dāng)時,文特爾所在的美國國立衛(wèi)生研究院更是承擔(dān)了大量的測序工作。,這龜速文特爾是看不下去了,于是他決定用一種全新的基因測序技術(shù)來進(jìn)行測序工作。 霰彈槍法又稱“鳥槍法”,其思想是將基因組打斷為數(shù)百萬個DNA片段,實行分段同時測序。 然后再用一定的算法將片段的序列信息重新整合在一起,從而得到整個基因組序列。 鳥槍法同樣是應(yīng)用了第一代測序法,但卻更高效 不過人類基因組計劃的專家可不認(rèn)可,他們認(rèn)為“鳥槍法”中高度重復(fù)的序列會導(dǎo)致程序計算出錯。

4、,文特爾和那些謙虛、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家不同。 他對自己的成功是毫不遮掩,經(jīng)常召開發(fā)布會向所有人“炫耀”自己的成績。 人們雖然驚訝于他在基因測序方面的成就,但又不喜歡他那張狂又“唯利是圖”的樣子。 獨(dú)斷專行的性格讓他在研究所內(nèi)人際關(guān)系緊張。 而申請不到資金的文特爾,也只能離開美國國立衛(wèi)生研究院。,如果文特爾真的為自己測出的基因申請專利成果,那這個集30億和6國科學(xué)家心血的項目將顏面掃地。 為了阻止人類基因組專利落入文特爾一人之手,時任美國總統(tǒng)克林頓和英國首相布萊爾都不得不出面對做游說工作。 經(jīng)長達(dá)幾個月的談判,不情愿的文特爾只能加入這6國合作組,同意將測得的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫,提供免費(fèi)下載。,1998年

5、5月,文特爾與珀金-埃爾默公司合作成立了塞萊拉公司。 他公開跟政府叫板,“狂妄地”對媒體宣布“我要在3年內(nèi)完成人類基因組的序列測定,還會為測出的基因申請專利保護(hù)”。 不管他的對手們是多么討厭他的炫耀賣弄,但他們都不得不承認(rèn),文特爾是真的走在了人類基因組計劃的前面。 文特爾鳥槍法的驚人測序效率,很快就使人類基因計劃陷入恐慌。,文特爾與總統(tǒng)克林頓,要知道,在過去的8年多里,人類基因組計劃僅僅完成了3%。 可當(dāng)文特爾加入后,短短3年內(nèi),人類基因組計劃就完成了90%的基因測定。,2010年5月20日,8年后重出江湖的文特爾得意洋洋地向全世界宣布世界上第一個人造生命“辛西婭”誕生了! 文特爾給他的人造生命起名“辛西婭”(Synthia),意即“人造兒”?!靶廖鲖I”是第一個人工合成的細(xì)胞,也是第一種以計算機(jī)為父母的可以自我復(fù)制的生命。在“辛西婭”的基因組里,文特爾還加了4個水印,包括了所有研究人員的姓名。 當(dāng)帶著水印的細(xì)胞開始生長繁殖,研究所的所有人都欣喜若狂。 激動的文特爾急忙拿起相機(jī),記錄下了這一幕。,文特爾及其團(tuán)隊,人工合成細(xì)胞辛西婭,Synthia3.0,2016年,他的研究所就又制造出了人工合成生命體Synthia3.0,僅含473

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