2010年5月20日Science杂志报道了美国科学家Craig Venter领导的研究组完成的世界首例“人造生命”工作。他们是针对什么微生物进行该项工作的?为何选用该微生物?试述其基本实验流程。该研究的最大的突破在哪里?有何意义?无
【正确答案】

(1)他们是针对蕈状支原体和山羊支原体这两种微生物进行该项工作的。

(2)选用这两种微生物的原因

支原体是目前发现的最小、最简单的具有自我繁殖能力的细胞,其基因组也是原核生物中最小的,因此便于操作。尽管Venter团队已经能够合成生殖支原体的基因组,但由于生殖支原体生长极其缓慢,因此研究者选择了生长较快的蕈状支原体和山羊支原体作为实验对象。

(3)进行该工作的基本实验流程

①科学家选取一种名为丝状支原体的细菌,将它的染色体解码。然后利用化学方法一点一点地重新排列DNA。

②将重组的DNA碎片放入酵母液中,令其慢慢地重新聚合。

③将人造DNA放入另外一个受体细菌中。通过生长和分离,受体细菌产生两个细胞,一个带有人造DNA,另外一个带有天然DNA。

④培养皿中的抗生素将带有天然DNA的细胞杀死,只留下人造细胞不断增生。

⑤几个小时之内,受体细菌内原有DNA的所有痕迹全部消失,人造细胞不断繁殖。新的生命诞生了。

(4)该研究的最大的突破

创造了世界上首个人工合成的生命结构。

(5)研究的意义

①系统生物学的发展使人们对生物系统的认识逐渐加深。随着基因组数据库的日益丰富,生物信息学、基因与蛋白质组学等领域的进步,新的技术方法、更高的效率以及更低的成本将推动合成生物学在更多学科和领域中实现从局部向整体、由分散到系统的多元化发展。合成生物学有着巨大的社会效益及经济价值,必将在能源、环境、化工、材料、医药等领域得到广泛应用。但是,目前的合成生物学仍然有很多思想上和技术上的困难要克服。Craig Venter的挑战与创新精神正是未来所需要的。生物合成已不仅仅是一个科学问题,更是一个人类问题与社会问题。

②在生命科学飞速发展的21世纪,科技进步需要积极、合理并有预见性地融入合成生物学的研究方法。唯有这样,合成生物学这把“双刃剑”才能真正成为人类认识世界和征服世界的利器;人们的未来生活才能最大程度地受益于生命科学的探索成果。

【答案解析】