[对人造生命论文的阅读和看法.doc

人造生命过程的概述和看法 摘要：Venter和他的团队完成了人造基因组的合成和组装，并且成功地将合成基因组导入受体细胞，在子代细胞中得到了由人造基因组完全控制的细胞，可以认为这就是真正的人造生命。下面主要就是讨论实现人造生命的具体过程以及对于人造生命前景的看法。 关键词：合成基因组的完成 人造生命的前景 得到的启示 尝试着翻译完这篇论文，我从自己的翻译结果里马马虎虎的了解了整个合成生命的过程。对于 Venter和他的团队一起进行的这么富有想象力和创造力的工作，从某种意义上来讲，我认为他们已经在扮演造物主的角色。 这篇论文的研究背景在论文的正文第一段应该就写出来了。首先是1977年，Sanger和他的同事们将噬菌体φX174的DNA基因组的碱基序列完全给测出来了，而这个噬菌体的基因组是第一个完全被测出来的基因组。18年后也就是1995年，Venter和他的团队将能够独立增殖的流感嗜血杆菌的遗传序列给完整地测出来了。通过这些早期研究所积累的经验，而且当时的测序技术已经比25年前增长了8个数量级，为了解决在基因方面的疑惑，去验证一个被电脑设计的基因组能否正常的调控细胞的生命活动，Venter和他的同事们决定去建造一个仅仅含有基本必需基因的细胞。这就是人造生命研究的起因。Venter等人的做法对我是有启发的。在我看来生命科学就是一种发现事实的过程，在研究的过程中，如果我们有疑惑的地方、有不知道的点，就要保持一种旺盛的求知欲，就应该动手去做实验或者查找文献资料来解决问题。 为了得到他们想要的结果，论文上说，Venter等人付出了15年的努力。其实我觉得应该没有15年这么久，因为Venter和他的团队参与了人类基因组计划的竞争，但是他们为了人造生命的研究付出了巨大的精力和时间是毋庸置疑的。在合成人造生命的过程中（准确来说他们最初合成的并不是一个完整的细胞，而仅仅是基因组），他们的合成的途径可以分为四步：第一，获得目的基因序列；第二，构建载有目的基因的DNA分子；第三，将DNA分子移植入受体细胞；第四，检验受体细胞的表现型。所以，首先做的就是获得能够独立生存所需的最少基因。支原体是已知的能够独立生长的生物中基因个数最少的。所以他们通过破坏单个基因来检验该基因是否是必需基因。最初用这种方法从生殖支原体485个能够合成蛋白质的基因中除去了100多个非必需基因，但是由于生殖支原体生长缓慢，所以他们就转向了生长速度更快的丝状支原体亚种capri(GM12)，从中获取目的基因序列。这种获得基因序列的方法直接有效的，但费时。 接下来就是合成基因组的构建，这个过程可以分成两个部分：基因组的设计和得到完整的基因组。关于基因组的设计，Venter和他的团队根据在实验室里高精确度的完成的两个丝状支原体亚种capri菌株GM12的基因组序列（在基因银行编号分别为：CP001621 和CP001668）设计并合成了丝状支原体JCVI-syn 1.0基因组。两个序列存在着95个碱基位点的不同，所以最终他们进行了对比修正，使得合成的基因组与序列CP001668只存在了19个对生命活动没有影响的不同位点。他们以在酵母细胞中克隆和改造的天然支原体基因组YCpMmyc1.1作为对照组。为了进一步地区分天然基因和人工合成的基因，他们在无影响的DNA片段上插入了4种水印序列。接下来就是要得到完整的合成基因组。他们设计了长度大约为1080kb的DNA分子作为起始片段，利用Not I限制性内切酶和PCR扩增技术重组每一步合成的DNA片段使其不断延长最终得到完整的基因组。这个过程可以分为三个阶段：10-kb长的中间物的组装；100kb长的合成中间物的组装；完成基因组组装。首先是在酵母细胞中载体（质粒）和1kb长的DNA片段被重组并且重组后被移植到大肠杆菌中，能够不断的随着大肠杆菌的复制而增加。最后从中筛选出序列正确的产物进行下一阶段。在100kb的中间物的合成过程中，他们发现在大肠杆菌里100kb长的中间物并不能够稳定的存在，所以又将中间物移植到上述酵母细胞，从中提取重组DNA。他们利用多重PCR技术扩增提取到的重组DNA，由于每个组装好的10kb的中间物都有相对应的一对引物，所以100Kb的中间物能够被扩增。为了从所有的扩增产物中提取100kb长的中间物，他们利用琼脂糖凝胶电泳，根据相对分子质量的大小筛选出105kb长（包含了载体序列）的中间物。在最后的基因组组装过程中，他们筛选出11个第二阶段的中间物。他们为了更好的提纯这11个组装好的中间物，使用了核酸外切酶和阴离子柱层析，并且用倒转电泳凝胶分析载体DNA的片段。在提纯中间物的过程中，他们将样品放入熔融的带有纤维分子的琼脂糖中，所以随着琼脂糖凝固，圆形的DNA分子（载体和合成基因组）就能够被纤维绑住，而线性的DNA分子就能够