基因组移植让僵尸细胞死而复生 推动微生物生命设计

研究人员用一种细菌的完整基因组替换“僵尸细胞”的失效DNA，成功让它们复活。这一成果公布于预印本平台bioRxiv，有望通过将完整基因组植入细菌，赋予其制造药物、生物燃料等实用特性，推动微生物生命重新设计。

目前，此类基因转移仅能在同一类的细菌物种间实现。如果研究人员能常规制备其他细菌的“僵尸细胞”，该方法便可用于测试更多常见研究对象的工程化基因组，如实验室常用的大肠杆菌。法国国家农业、食品与环境研究院及巴黎萨克雷大学的Olivier Borkowski认为，这篇论文是合成生物学基因组工程领域的重大突破。

15年前，研究人员化学合成了丝状支原体具有110万碱基对的基因组，并将其移植到亲缘关系较近的山羊支原体活细胞中，制造出首个所谓的合成细胞。该团队在合成的丝状支原体基因组中插入了抗四环素基因，以验证实验的成功性。2016年的一项研究成功在柔膜菌纲的细菌物种间完成基因组移植。然而，此前试图在更广范围开展基因组移植的尝试均告失败，其他细菌的所谓“成功案例”最终被证实为假阳性，原因是受体细胞基因组可通过同源重组过程整合抗生素耐药基因，这意味着即便未吸收完整供体基因组，受体细胞仍能存活。15年前的实验中，山羊支原体未出现假阳性，因为它不具备这种重组能力。

为找到一种无需担忧假阳性的基因组移植方法，Glass团队使受体细胞基因组失活，令其无法复制，即实现功能性死亡。这同时阻止了受体基因组通过重组整合耐药基因等外源DNA。研究团队使用可损伤DNA的化疗药物——丝裂霉素C处理了山羊支原体，从而制造出这类“僵尸细胞”。当丝状支原体工程化基因组被移植到经丝裂霉素C处理的山羊支原体细胞后，一小部分受体细胞得以存活。这些细胞本来注定要死亡，却被赋予了新的生命。团队希望这一方法能适配其他细菌。