近日，知名学术期刊《自然》刊登了英国剑桥大学研究团队的一篇研究论文，论文显示该研究团队将大肠杆菌的基因全部进行了重新编写设计，并将重新组成的基因序列通过化学合成法的方式导入进了大肠杆菌内，由此创造出了地球上首个“基因”完全由人类编写的大肠杆菌（E.coli）菌株，也是人类制造出的首个完全合成且彻底改变自身DNA构成的生物。
大肠杆菌
今天小编就来给大家科普一些关于这方面的知识。
我们先来了解一下“基因”编写的原理
DNA基因组示意图
高中时学过生物的都知道，DNA中的遗传密码由四个碱基组成，分别由字母 A、T、C 和 G 表示。DNA 中以三个字母为一组“读取”——例如“TCG”——它们被称为“密码子”，每三个碱基会排列出一组“密码子”，而A、T、C 和 G按照数学中的排列组合可以排列出64组“密码子”，这64组“密码子”再排列组合成乱码，在这些乱码中如果出现有功能、有作用的片段，即为基因，基因则会组合成基因体。
大肠杆菌菌株的基因组示意图
大肠杆菌菌株有400万个碱基对基因组，若将大肠杆菌株的碱基对全部打印在A4纸上，需要970页A4纸才能完成。
该研究团队通过提取野生大肠杆菌的基因，分析出了其每个基因对于大肠杆菌的用途。此后经过2年的时间，研究团队在进行18218次基因编辑后，完成了对大肠杆菌所有基因的重新设计与合成。
重新编辑的大肠杆菌菌株基因组示意图
这项技术会给人类带来哪些好处？
近几十年来，基因学家们都怀有一个梦想：希望有朝一日能够合成出完整的人类基因组，而此次大肠杆菌基因组的合成成功是“合成基因组学”领域一个重要里程碑，也代表了目前“合成基因组学”的最高水平，使得科学家在合成人类基因组的道路上又前进了大步！
此次重新编码的大肠杆菌基因组与普通的大肠杆菌的基因组是不同的，研究人员称重新编码的大肠杆菌具有很强的抗病毒性，这为大肠杆菌未来的大规模培养和繁殖提供了基础。而大肠杆菌基因编辑技术的成熟，使得人们可以根据需求编辑大肠杆菌的基因，让它们可以制造出自然界中不存在的各种蛋白质和聚合物，可以说对未来人类研制各种新药和抗生素都是非常有帮助的。
写在最后：
科学是一把双刃剑，随着人类在合成基因组学领域的快速发展，合成基因的安全性越来越受到人们的关注。有科学家指出，此次由人类扮演造物主创造出的“基因”完全由人类编写的大肠杆菌（E.coli）菌株由于具有超强的抗病毒性，因此一旦从生物实验室中泄露到外界，很可能会产生人类无法控制的生物灾难！
近日，知名学术期刊《自然》刊登了英国剑桥大学研究团队的一篇研究论文，论文显示该研究团队将大肠杆菌的基因全部进行了重新编写设计，并将重新组成的基因序列通过化学合成法的方式导入进了大肠杆菌内，由此创造出了地球上首个“基因”完全由人类编写的大肠杆菌（E.coli）菌株，也是人类制造出的首个完全合成且彻底改变自身DNA构成的生物。
大肠杆菌
今天小编就来给大家科普一些关于这方面的知识。
我们先来了解一下“基因”编写的原理
DNA基因组示意图
高中时学过生物的都知道，DNA中的遗传密码由四个碱基组成，分别由字母 A、T、C 和 G 表示。DNA 中以三个字母为一组“读取”——例如“TCG”——它们被称为“密码子”，每三个碱基会排列出一组“密码子”，而A、T、C 和 G按照数学中的排列组合可以排列出64组“密码子”，这64组“密码子”再排列组合成乱码，在这些乱码中如果出现有功能、有作用的片段，即为基因，基因则会组合成基因体。
大肠杆菌菌株的基因组示意图
大肠杆菌菌株有400万个碱基对基因组，若将大肠杆菌株的碱基对全部打印在A4纸上，需要970页A4纸才能完成。
该研究团队通过提取野生大肠杆菌的基因，分析出了其每个基因对于大肠杆菌的用途。此后经过2年的时间，研究团队在进行18218次基因编辑后，完成了对大肠杆菌所有基因的重新设计与合成。
重新编辑的大肠杆菌菌株基因组示意图
这项技术会给人类带来哪些好处？
近几十年来，基因学家们都怀有一个梦想：希望有朝一日能够合成出完整的人类基因组，而此次大肠杆菌基因组的合成成功是“合成基因组学”领域一个重要里程碑，也代表了目前“合成基因组学”的最高水平，使得科学家在合成人类基因组的道路上又前进了大步！
此次重新编码的大肠杆菌基因组与普通的大肠杆菌的基因组是不同的，研究人员称重新编码的大肠杆菌具有很强的抗病毒性，这为大肠杆菌未来的大规模培养和繁殖提供了基础。而大肠杆菌基因编辑技术的成熟，使得人们可以根据需求编辑大肠杆菌的基因，让它们可以制造出自然界中不存在的各种蛋白质和聚合物，可以说对未来人类研制各种新药和抗生素都是非常有帮助的。
写在最后：
科学是一把双刃剑，随着人类在合成基因组学领域的快速发展，合成基因的安全性越来越受到人们的关注。有科学家指出，此次由人类扮演造物主创造出的“基因”完全由人类编写的大肠杆菌（E.coli）菌株由于具有超强的抗病毒性，因此一旦从生物实验室中泄露到外界，很可能会产生人类无法控制的生物灾难！