大尺度人類基因組DNA合成和跨物種轉移新技術取得突破

　　中新網天津7月11日電 (記者 孫玲玲)近日，合成生物技術全國重點實驗室、天津大學合成生物與生物制造學院元英進院士團隊實現大尺度(兆堿基Mb)人類DNA的精準合成組裝與跨物種遞送，研究成果于7月10日在《自然-方法》(Nature Methods)刊發，論文名為“從頭組裝兆堿基尺度人類基因組DNA并遞送至小鼠早期胚胎”(De novo Assembly and Delivery of Synthetic Megabase-Scale Human DNA into Mouse Early Embryos)。該成果是人類基因組合成和轉移技術的重要進展，對合成人類基因組具有重要意義。

　　據介紹，人類基因組的從頭設計與合成面臨兩大核心技術瓶頸：首先，人類基因組中超過50%的區域由高度復雜的重復序列構成，其精確合成與準確組裝存在顯著技術難題；其次，超大片段DNA的高效跨物種轉移尚未突破，這成為合成基因組功能驗證的關鍵技術障礙。這些技術瓶頸極大地限制了合成基因組學在高等生物中的應用與發展。元英進院士團隊最新的研究成果在這兩個關鍵方面均取得了突破性進展。

　　該研究創新性地建立了名為SynNICE的技術體系，基于這一技術體系平臺，研究人員在小鼠早期胚胎模型中成功捕捉到從頭DNA甲基化(de novo DNA methylation)的建立的模式，證實從頭建立的表觀遺傳修飾對調控合成基因組基因轉錄的關鍵作用。

　　北京大學教授、新基石研究員湯富酬認為，這一合成生物學領域的重大突破對于人類疾病治療帶來廣闊的應用前景。例如，目前基因修飾豬的器官異種移植給人類的研究已經接近臨床應用水平，但是目前的豬器官移植給人類的目標是其功能維持兩三年的時間，給患者等待人類供體器官移植一個窗口期，最終還是要靠人類供體器官的移植來解決患者長期生存的問題。元英進院士團隊開發的SynNICE技術為基因修飾豬的基因組進行大規模改造提供創新性技術方案，可能使得豬的器官移植給人類時的異種免疫排斥強度逐漸降低到人類種內器官移植的水平，這樣豬的供體器官移植給人類后其功能就有望從維持兩三年增加到維持數十年，徹底解決人類器官移植供體短缺的世界性和世紀性難題。