《Creaion of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome》论文中文翻译.doc

一个被化学合成基因组控制的细胞的合成过程Daniel G. Gibson , 1 John I. Glass , 1 Carole Lartigue , 1 Vladimir N. Noskov , 1 Ray-Yuan Chuang , 1 Mikkel A.Algire , 1 Gwynedd A. Benders , 2 Michael G. Montague , 1 Li Ma , 1 Monzia M. Moodie , 1 Chuck Merryman , 1Sanjay Vashee , 1 Radha Krishnakumar , 1 Nacyra Assad-Garcia , 1 Cynthia Andrews-Pfannkoch , 1 Evgeniya A.Denisova , 1 Lei Young , 1 Zhi-Qing Qi , 1 Thomas H. Segall-Shapiro , 1 Christopher H. Calvey , 1 Prashanth P.Parmar , 1 Clyde A. Hutchison III , 2 Hamilton O. Smith , 2 J. Craig Venter 1,2*摘要：我们报道了这个设计、合成、组装的丝状支原体JCVI-syn 1.0基因组，1.08Mbp长，开始于数字化的基因序列信息，并且它的转入到一个支原体受体细胞去创造一个新的丝状支原体的过程仅仅是被合成的染色体所控制的。细胞内唯一的基因是已经设计合成好的DNA序列，包括了“水印”基因和其他设计好的基因的缺失和多样性，以及在建立过程中已获得的基因突变。这个新的细胞已经已经有预期的表型并且能够连续的完成自我复制。 在1977年，Sanger和同事们认为有个完整的基因编码属于φX174噬菌体，这是第一个被完全测序的DNA基因组。18年后，1995年，我们的团队能够去阅读这份关于一个能够自我复制的流感嗜血菌的第一次完整的基因密码，读懂来自于广泛范围的物种的基因密码在早期研究中是指数式增长的。我们的快速使基因信息数字化的能力在过去的25年里已经增长了8个确定的数量级。为了明白所有这些新的基因信息付出的努力已经引起了许多新的计算的和实验上的范例。但我们基因方面的知识依旧保持很受限制。没有一个细胞系统已经被理解了其所有的相关基因，遵循它们的生物学规则。即使在简单的细菌细胞中，染色体们能够包含这全部的基因节目吗？如果是这样的话，仅仅通过包含在一台电脑中的数字化的DNA序列调控开始的化学合成，一个完整的基因系统能够被再复制生产吗？ 我们在于大分子DNA和染色体合成方面的兴趣用光了我们在过去超过15年的努力，去建造一个仅仅含有基本必需基因的微小细胞。这个工作在1995年被开始，当时我们检测出了来自生殖支原体的基因组，它是在实验室里已知的任何能够独立生长的生物中里带有最小的完全基因。在生殖支原体的485个蛋白质合成的密码基因里通过一个一次地破坏后发现超过100个基因是非必要的。我们发展了一种组装滤过性毒菌大小的片段去生产大分子DNA的策略使我们能够在来自平均大概6kb大小的化学合成DNA基因盒的4个阶段中组装一个合成的生殖支原体的基因组。这个通过在试管内的酶手段的结合被完成并且在酿酒酵母中被再结合。整个合成的基因组（582970bp）被平稳的增长着正如一个酵母着丝粒质体。几个障碍已经被克服在容器细胞中移植和表达一个化学合成的染色体中。我们需要去提高我们从酵母细胞提取完整的染色体的技术。我们也需要去学习如何去移植这些染色体进入一个受体细胞去建立一个只被一个合成基因组控制的细胞。由于事实上生殖支原体有一个额外的缓慢生长水平，我们转向生长更快的支原体种类，把支原体亚种capri（GM12）作为基因提供者，山羊支原体亚种（CK）作为受体。 为了建立在酵母细胞外移植和合成基因组的条件和步骤，我们发展了克隆整个细菌染色体作为酵母内着丝粒的质粒的技术，包括了一个天然的支原体基因组。然而，提取来自酵母细胞的支原体基因组并将其移植到山羊支原体的最初的努力失败了。我们发现捐献者和受体支原体共享一套公共的限制酶体系。在天然的丝状支原体中基因提供者的基因组被甲基化而因此对于限制酶体系在从天然基因提供者细胞移植的过程中被保护了。然而，这个细菌基因组在酵母中的生长是被甲基化的，因此是被受体细胞单方面的限制酶体系保护的。我们能够克服这个障碍通过精制的甲基化酶或者是天然的丝状支原体、山羊支原体的提取物甲基化这个基因提供者的DNA，也可以简单使受体细胞的限制酶体系混乱。 我们现在已经结合了我们所有先前建立的步骤并且报道了对1.08Mbp长的丝状支原体的JCVI-syn 1.0基因组合成、装配、克服和成功的移植去创