2019年5月16日，英国剑桥大学的科学家在实验室成功创造了世界上第一个完全合成并且彻底改变DNA密码的生命体，名为Escherichia
coli
Syn61。这种细菌是普遍存在于土壤和人类肠道中的大肠杆菌，与其天然近亲相似，但依靠一套较小的遗传指令存活。这项研究的结果发表在《Nature》上。
研究人员经过两年的努力，读取并重新设计了大肠杆菌的DNA，然后用经过改造基因组的合成版本创建了细胞。人工基因组包含400万个碱基对，遗传密码由字母G、A、T和C组成。这些碱基对如果全部在A4纸上完整打印，将长达970页，是迄今为止科学家们构建的最大基因组。
通过移除一些多余的密码子，研究团队重新设计了大肠杆菌的基因组。每当遇到特定的氨基酸密码子时，他们将其改写成其他密码子。在18218次编辑后，科学家们已经从这种细菌的基因组中删除了每一次出现的三个密码子。重新设计的遗传密码随后被化学合成，并被一段段地添加到大肠杆菌中，取代了其天然的基因组。这种名为Syn61的合成生物比正常体稍长，生长速度也慢一些，但仍然存活了下来。
这项研究的意义在于证明了生命可以存在于有限的遗传密码中，并为生物合成药物、材料，或添加病毒抗性等新特性铺平了道路。由于这种合成生物的DNA与自然菌株不同，入侵的病毒将难以在其体内传播，使其具有抗病毒的能力。此外，这种合成生物还可以被用来大量生产设计酶、蛋白质和药物。
虽然这项研究创造了迄今为止最大的合成基因组，并达到了编码变化的最高水平，但科学家们相信这些纪录可能不会维持太久。未来的工作中，科学家们将继续努力构建更大的合成基因组，并进行更多编码变化的实验。
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