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人造生命的思考人造生命的思考 “人造生命”的思考 11309226生技92 2010年5月20日“首个单细胞生命”在Venter手中诞生,本次合成的支原体细胞较以前无论是病毒还是噬菌体基因组都要大出很多倍,Venter等的工作首次将合成生命的对象推广到原核生物,实现了合成生物学在细胞基因组水平的突破。 人造生命的过程:1) 合成供体的基因组DNA:首先,将蕈状支原体的全基因组测序,并按照该序列信息将其合成为1 078条平均长度为1 080 bp的DNA片段。这些片段两两间具有80 bp的部分重叠,所有片段拼接起来构成蕈状...

人造生命的思考
人造生命的思考 “人造生命”的思考 11309226生技92 2010年5月20日“首个单细胞生命”在Venter手中诞生,本次合成的支原体细胞较以前无论是病毒还是噬菌体基因组都要大出很多倍,Venter等的工作首次将合成生命的对象推广到原核生物,实现了合成生物学在细胞基因组水平的突破。 人造生命的过程:1) 合成供体的基因组DNA:首先,将蕈状支原体的全基因组测序,并按照该序列信息将其合成为1 078条平均长度为1 080 bp的DNA片段。这些片段两两间具有80 bp的部分重叠,所有片段拼接起来构成蕈状支原体的全长基因组。2) 合成DNA片段的拼接:将以上合成的DNA片段分别连接到载体,使其能在酵母细胞中通过同源重组拼接起来。于是,平均1 080 bp的DNA片段,10个一组拼接为大约10 kb的片段 (109个),然后将这些连接有目的基因片段的载体从酵母中分离出来,转入大肠杆菌E. coli中进行扩增,以限制酶筛选出阳性克隆;之后再将阳性克隆质粒中的这109条10 kb左右的片段按同样的方法每组10个拼接成100 kb的片段 (11个);这11条片段最终拼接成完整的总共1 077 947 bp的基因组 (由于携带太大片段的载体在E. coli中不能稳定传代,因此后两步拼接中采用多重PCR来筛选阳性克隆)。此过程除了2个衔接反应是在体外用酶处理构建,其余所有的片段都是在酵母细胞内依靠同源重组拼接而成。3) 人工基因组的甲基化修饰:由于供体细胞 (蕈状支原体) 和受体细胞 (山羊支原体) 共用同一套限制酶系统,而天然的供体基因组是经甲基化修饰的。因此,拼接完成的基因组DNA还需在体外用甲基化酶 (从蕈状支原体或山羊支原体提取物中纯化) 进行修饰,以避免受体细胞限制酶系统的阻碍。4) 人工基因组移植入受体细胞:将构建好的人工合成基因组移植入山羊支原体内。细胞经过不断分裂传代,具有人造基因组的细胞在含抗生素的培养基中筛选出来,同时含有天然DNA的细胞逐渐消失殆尽。最终只剩下含有山羊支原体细胞质但由合成DNA控制的人工嵌合体细胞。 从人造生命的合成过程我们可以看出: 一、 他们的技术:1.定量定性合成原核生物基因序列;2.绕过一次合成基因序 列长度的限制,利用真核生物酵母菌同源重组成功合成1077947 bp甚至以上 的基因序列;3. 完成不同物种间的基因组转输,也可理解为大型转基因。4. 人工合成的特定物种基因组成功指导生命活动。 二、 人造生命过程中的限制:1.不能一次合成完整的原核生物基因序列;2.DNA 片段的拼接是在真核生物酵母菌内完成的;3. 化学合成的基因序列不一定能 在细胞中稳定地复制传代;4.基因导入受体细胞后是否表达很大程度上受受体 细胞的影响;5.不同物种间的基因组传输局限于同源性较高的物种之间。目前 的人造生命不可能完全脱离其天然范本和细胞环境。 他们的成果令世界震惊~在这个世界上,一切的巨大的成果都会影响这个世界。他们的成功同样是把双刃剑。他们能带给人类什么,他们的成果对人类社会到底意味着什么,这一切都是需要我们思考的。 我们都知道的是,现在的基因 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 常见过程大致是:合成所需代谢产物的基因,通过质粒等手段导入受体细胞,并使其在受体细胞中表达,从而获得需要的物质。由此,我们有了很多人工合成的物质。能源、环境、化工、材料、医药等领域基因工程得到广泛应用。这还仅仅是生物的一个或者一小段基因,并且很多情况下目的基因是首先从自然界中的细胞中得到的,而并非人工合成。此次“人造生命”的诞生说明我们可以人工合成具有生物活性的基因并令其表达,这意味着我们也许可以在一种细胞中同时得到我们所需的多种物质,大大提高生产率。他们根据基因测序结果数据合成基因并成功的例 子告诉我们,我们也许可以免去以往那些直接获取目的基因再扩增的方法,直接对自然状态目的基因进行测序,之后人工合成并修饰使其直接成为具有活性的目的基因,从而大大提高基因工程的效率,节约成本。 他们绕过一次合成基因序列长度的限制,利用真核生物酵母菌同源重组成功合成1077947 bp甚至以上的基因序列的方法,也许会同Venter早年在人类基因组 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 中所倡导的“霰弹枪测序法”一样,成为影响一个时代的伟大创新。在现在常规的实验室中,合成或者扩增较长一段基因序列并不是很简单,我们也许可以借鉴他们的思想,寻找适合我们需要的方法。 虽然蕈状支原体和山羊支原体在基因组上75%是同源的,但不可否认,他们完成了不同物种间的基因组转输。这意味着他们可以使一种生物转变成另外一种生物,而且是根据自己的意愿,由不利的转向有利的或者由无毒的转向有毒的,谁知道呢,是利是弊,是好是坏,就像核能一样,永远是个解不开的迷。 他们人工合成了一个原核生物的全部基因组并且可以指导生命活动~这意味着什么,也许在你知道了原核生物对人类意味着什么,你就清楚了。原核生物具有细胞结构,相比真核生物他们缺少包围基因组的细胞核。但我们的生活并不缺原核生物,随处可见更为恰当。我们吃的、用的有很大一部分,直接或者间接来自于原核生物。他们影响了原核生物的基因,那我有没有理由相信总有一天人类会控制原核生物呢,进而,控制人类~这是一个大胆的猜想,充满着机遇与灾难~ 有人说他们“打开了潘多拉魔盒”,有人说他们“创造生命”扮演了上帝的角色。然而这一切都言之过早。先不论他们是否有害人之心,他们的技术是否会流传出去,我们可以从他们人造生命的过程中看到很多限制他们的地方。合成一种生物的基因组并不像想象中的那么简单,人工合成的基因组能否正常在受体细胞中表达也是未知的,他们所成功的不同物种间的基因组转移还只局限于同源性很高的物种之间。做上帝不是那么容易与简单的,获得现在的成果他们历时10多年,耗资超过4000万美元。同样并不是很多种的原核生物可以通过他们的技术完成创造的,由原核进入真核同样还很遥远,原核与真核基因组上的差距是很大的。上帝不止会创造也会毁灭,那这样讲的话岂不是每个人都是上帝了,所以说上帝之说无稽之谈。 不过人们所担心对这些人工合成的微生物有意或无意的误用,让一些具有致病感染性的病菌威胁人类和其他生物的安全;或者在实验室中制造出未经自然选择而产生的物种,而这些生物的某些特性很可能影响到生态环境,破坏生态平衡,这些危害一旦发生后果将是难以预知和控制的。倘若合成生物技术被应用于制造生物武器,更会让人感到异常恐惧。但另一方面,合成生物学的贡献和前景已是有目共睹,合理开展合成生物学研究,将极大地推动经济与社会的发展。一味地逃避风险而停下探索的脚步无异于因噎废食。当然,在进行各种类型的研究之前,一定的监督和对价值与风险的评估都是必要的。这样才能使这一学科向着对全人类有益的方向发展;在未来才会有更多生命科学的发明创造在能源、环境、资源、健康等领域得到应用。这些应用才是科学家开创合成生物学的真正初衷,也是合成生物学本身的意义所在。(本段摘自文献,观点完全同意)
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