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哈佛医学院著名遗传学家George  Church领导的研究小组在基因组编辑上获得重大突破，他们能够从根本上改造基因组，从几个核苷酸到几Mb。

基因组的自由编辑一直是生物学家的梦想，然而，大部分DNA编辑工具都很慢、昂贵且难用。为了解决这个问题，哈佛医学院等机构开发出快速且简单的基因组规模编辑工具，能够利用“查找和替换”改写活细胞的基因组。



TAG终止密码子是大肠杆菌基因组中最稀有的，只有314个，这也让它成为替换的首要目标。研究人员利用多重自动基因组改造（multiplex  automated  genome  engineering，简称MAGE）这种方法，用同义的TAA密码子来位点特异性地替换32种大肠杆菌菌株中的TAG终止密码子。研究小组2009年曾在《Nature》杂志上介绍过这种方法（Nature  460，894-898）。这种方法让他们能够测定单个的重组频率，证实每次修饰的可行性，并鉴定出相关的表型。



MAGE这种小规模的改造方法替换了部分但不是全部的TAG密码子。之后，利用细菌天然的接合能力，研究人员诱导细胞以更大规模转移包含TAA密码子的基因。这种新方法称为接合组装基因组改造（conjugative  assembly  genome  engineering，简称CAGE）。整个过程有点类似NBA的季后赛，从16对到8对，再到4对、2对和1对，每一轮的获胜者拥有更多的TAA密码子和更少的TAG。



因急于分享他们的技术，研究小组在CAGE到达“半决赛”时就发表了他们的结果。结果显示最终的4个菌株很健康。研究人员确信他们能够创建出一个TAG密码子被全部去除的菌株。



这项成果也可谓是合成生物学上的一大进步，让人想起了一年前的合成基因组细胞。J.  Craig  Venter和George  Church这两位顶尖科学家都将合成生物学带到了基因组水平，但他们的方法却截然不同。去年，Venter博士所在公司花费50万美元，合成了蕈状支原体，而Church博士则注重现有基因组的改造，从而避免了高额的测序费用。



Church博士在文中表示，与Venter博士的方法不同，“我们的基因组改造技术将染色体看作可编辑、可进化的模板”。而Venter博士没有对Church的这项新成果发表溢美之词，只认为是“本领域的一个积极增加