該成果近日在《中國(guó)科學(xué)：生命科學(xué)》期刊在線發(fā)表。

據(jù)介紹，合成生物學(xué)搭建了從物質(zhì)到生命的蛻變通道，該技術(shù)利用天然或人工生物學(xué)元器件對(duì)生命的遺傳物質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改造乃至重新合成，開創(chuàng)了“生命再造”的新紀(jì)元。天津大學(xué)在我國(guó)率先開展合成生物學(xué)研究，是我國(guó)合成生物學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重要?jiǎng)?chuàng)新力量，科研成果與世界前沿并跑。

天大合成生物研究團(tuán)隊(duì)成員吳毅介紹，遺傳變異的類型主要有單核苷酸多態(tài)性、插入缺失、結(jié)構(gòu)變異和非整倍體等。然而，由于檢測(cè)分析困難和人工構(gòu)建繁瑣，結(jié)構(gòu)變異等大尺度遺傳變異尚缺乏有效的研究手段，制約著人類對(duì)基因組結(jié)構(gòu)和功能的進(jìn)一步認(rèn)知。此前該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)，人工基因組重排系統(tǒng)能夠在Cre重組酶的作用下發(fā)生染色體片段的隨機(jī)刪除、復(fù)制、翻轉(zhuǎn)等結(jié)構(gòu)變異，誘導(dǎo)基因組水平的結(jié)構(gòu)重排。該技術(shù)的發(fā)現(xiàn)對(duì)研究大尺度遺傳變異提供了強(qiáng)有力的工具。

此次，研究團(tuán)隊(duì)通過比較兩種不同的進(jìn)化方式（人工基因組重排進(jìn)化和天然快速適應(yīng)性進(jìn)化）研究了酵母雷帕霉素耐受表型進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ)。以雜合二倍體酵母作為研究對(duì)象，首次發(fā)現(xiàn)了由人工基因組重排引發(fā)的不同尺度的基因組雜合性缺失現(xiàn)象，包括小范圍雜合性缺失、大范圍雜合性缺失和全染色體雜合性缺失。與此相對(duì)應(yīng)，快速適應(yīng)性進(jìn)化的菌株中高頻率檢測(cè)到基因組非整倍體現(xiàn)象。通過獨(dú)立構(gòu)建相應(yīng)雜合性缺失的菌株和非整倍體的菌株，揭示了不同尺度雜合性缺失和八號(hào)染色體加倍與雷帕霉素耐受增強(qiáng)表型的關(guān)系。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究了兩種遺傳變異基因組穩(wěn)定性的問題，發(fā)現(xiàn)非整倍體酵母在非壓力培養(yǎng)條件的基因組不穩(wěn)定性。該研究以獨(dú)特的視角展示了物種進(jìn)化進(jìn)程的多樣性，解析了基因組結(jié)構(gòu)變異與表型進(jìn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)乳腺癌、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤等雜合性缺失相關(guān)癌癥的致病機(jī)理研究有重要參考價(jià)值。

這項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科協(xié)青年人才托舉工程的支持。