纽约大学医学中心的研究员 Jef Boeke 表示，“人类已经‘研究了数千年’酵母。”他是世界顶尖的酵母生物学专家之一。起初，我以为他在夸大其词。几十年来，酵母在科学实验室中无处不在，被以各种可能的方式研究，就像实验室里一只微小的老鼠一样，我还以为 Boeke 指的是这个。
但他指的是一种更基本的操纵方式：自人类学会酿造啤酒和烘烤面包以来，他们就一直在为自己的目的培育酵母。“所以我们与这种生物有着古老的工业关系，”他说。
现在，他已将这种关系提升到了一个全新的水平。Boeke 最近带领一个生物学家团队，从头设计并构建了酿酒酵母 DNA 的一个染色体。（染色体是生物 DNA 的一个独立包装部分，就像人类的 X 或 Y 染色体一样。）这个人工酵母染色体占酵母所有 DNA 的约 3%。这是科学家第一次能够从像酵母这样复杂的生物中组装出一个染色体。
这是科学家第一次能够从像酵母这样复杂的生物中组装出一个染色体。
耶鲁大学的细胞生物学家 Farren Isaacs（未参与 Boeke 的团队）说：“第一个真核染色体的合成和设计显然是一个令人兴奋的里程碑。”“真核”指的是酵母所属的生命分组。
你可能还记得，2010 年，J. Craig Venter 研究所在 从头构建了 细菌 的全部 DNA。酵母比细菌更进一步。它们和细菌一样是单细胞生物，但除了其他不同之处外，它们管理 DNA 的方式更复杂。这使得它们可以用相同的构件做更多的事情。
酵母和细菌的差异很大，以至于科学家给它们起了两个不同的名称。细菌被称为原核生物。原核生物是世界上最简单的细胞之一，类似于地球上最早出现的生命形式。而酵母则属于真核生物，这是一个生命群体，包括从酵母到植物再到人类的一切。
也就是说，构建真核生物的 DNA 与构建原核生物的 DNA 并没有太大区别。Boeke 说：“就实际合成而言，DNA 就是 DNA。如果你能合成原核生物 DNA，你基本上就能合成真核生物 DNA。”
在创造出细菌基因组四年后，这次的进展是 Boeke 制造的人工染色体经过了精心设计。Boeke 的团队成员不仅复制了自然，还对其进行了改进。他们剪掉了一些 DNA 片段。他们添加了其他片段。他们甚至添加了一些 DNA 序列，这些序列赋予了染色体一个潜藏的超能力，只有在被触发时才会发挥作用。如果科学家向酵母添加某种化学物质，人工染色体的特定部分就能以新的、随机的组合重新排列。“这几乎相当于能够触发进化，”Isaacs 说。
为了检验这个合成染色体是否是酵母生命的一个可行的蓝图，Boeke 和他的同事们将其放回了酵母中，并移除了他们人工染色体的天然版本。这个天然-人工杂交酵母像它的野生同类一样生长和繁殖。Boeke 说：“它看起来像它，行为像它，闻起来也像它。”“基本上，除非你采取下一步，引入我们称之为基因组打乱系统，否则你看不出区别。”
目前尚不清楚该团队以外的科学家下一步将如何发展这一技术。当然，Boeke 的实验室有自己的计划。他们一直在致力于构建酵母的全部 DNA，并取得了稳步进展。2011 年，在宣布世界上第一个人工细菌染色体不久后，Boeke 的实验室宣布他们已经制造出了 酵母染色体的一臂。他们希望在未来几年内制造出酵母的所有 16 条染色体。
除此之外，Boeke 希望该团队开发的 DNA 打乱技术能够成为研究人员和生物技术公司的新生物工程工具。科学家和公司已经对酵母 DNA 进行微调，使其能够 生产药物、生物燃料 和人们想要的化学品。Boeke 说，也许 DNA 打乱技术将有助于生物工程师发现和创造效率更高、或更顽强的酵母。
Isaacs 认为，未来，生物工程师将把编辑现有 DNA（目前最常见的生物工程类型）与编写新 DNA（Boeke 所做的工作）结合起来。
听起来，酵母将在未来许多年里成为人类生物技术的一部分。
Boeke 和他的同事们在《Science》杂志上 发表了他们关于酵母染色体的工作。
_3 月 27 日更正：此文最初称 Jef Boeke 是约翰霍普金斯大学的研究员。Boeke 已从约翰霍普金斯大学调离，现任纽约大学兰贡医学中心的研究员。_
