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上海科学家6年攻关:删除基因“乱码” 真核细胞存活开启生命研究新篇

   时间:2026-07-16 02:25:56 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

中国科学院分子细胞科学卓越创新中心的研究团队近日取得重大突破,成功构建出全球首个不含有剪接体内含子的真核细胞。这一成果不仅为探索内含子的起源和演化提供了全新实验平台,也为合成真核细胞最小基因组研究提供了重要参考。相关研究论文已在国际权威期刊《细胞》上发表。

这项研究的灵感源于一次看似不可能的合作。当覃重军提出将酿酒酵母的16条染色体融合为1条的设想时,周金秋团队最初认为这几乎无法实现。然而,这一挑战性项目最终被评为2018年度中国科学十大进展之一。受此启发,研究团队决定进一步探索:能否构建出仅保留必要基因的最小基因组真核细胞?

要理解这项突破的意义,需要先了解内含子的作用。基因中的外显子如同文章的正文,而内含子则像夹杂在正文中的冗余段落。细胞在合成蛋白质时,必须通过剪接体这个分子机器精确切除内含子,再将外显子拼接起来。长期以来,科学家们一直在争论:内含子和剪接体是真核细胞不可或缺的组成部分,还是可以剔除的冗余结构?

传统观点认为,彻底清除内含子是一项不可能完成的任务。酿酒酵母基因组中含有300个内含子,如果采用逐个敲除的方法,至少需要12年时间。研究团队选择迎难而上,他们以单条染色体酿酒酵母为模型,设计了一套"分头施工、重组拼装"的创新策略,将实验周期大幅缩短至6年。

实验过程充满挑战。研究团队成员满鑫回忆,每轮染色体重组的成功率不足5%,多次面临放弃的边缘。正是导师周金秋"再试一次"的鼓励,让团队坚持到了最后。这种执着最终获得了回报:他们成功获得了完全不含剪接体内含子的真核细胞。

实验结果颠覆了传统认知。这些去除内含子的细胞不仅能够存活,只是生长速度略有下降。更令人意外的是,即使同时敲除剪接体的多个核心组件,细胞依然能够正常生存。这表明剪接体的主要功能就是清除内含子,当内含子不存在时,剪接体也就失去了存在的必要。

这项基础研究源于纯粹的科学好奇心。周金秋教授表示,虽然不知道研究最终会导向何方,但每个发现都在为解答更宏大的科学问题铺路。这种看似"无用"的研究,往往蕴含着改变科学认知的巨大价值。目前,该成果已经为"生命最少需要多少基因"这一重大科学问题提供了新的实验证据。

 
 
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