据8月21日的《科学》杂志报道说，科学家们将某一种细菌的基因组转移到酵母菌中，在对其进行修饰后，接着又成功地将其移植到第二种细菌之中。 这一研究因而克服了创制新的可用于生产生物燃料、清理毒性废物、碳截留或其它应用的微生物这一终极目标的障碍之一。
Carole Lartigue及其同僚以前曾经解决了如何将一种叫做Mycoplasma mycoides 的细菌的基因组移植到另外一种叫做Mycoplasma capricolum 的细菌之中的问题。 他们还了解到，将M. mycoides 基因组移植到酵母菌中可使其基因组用新的方法进行修饰成为可能。 但是，为了将修改过的基因组移植到一种新的细菌之中，研究人员面临一种类似外科医生进行器官移植的时候所遇到的一个问题：即如何使宿主接受新的物质。 许多细菌用所谓的“限制-修饰系统”来保护它们不受外来DNA的入侵。 在这些细菌中，“限制酶”自动导向某些短的DNA序列并将其摧毁。 细菌通过在沿着其基因组的关键部位加上一种叫做甲基的化学基团来庇护它们自己的DNA不受这些酶的攻击。 但是，酵母菌是不用这种方法来对其基因组进行甲基化的。 在将M. mycoides 基因组移植到酵母菌中并删除一个非必需的基因（这一过程无法在细菌之中完成）之后，Lartigue及其同僚采取了2个步骤来绕开他们的目标宿主细菌M. capricolum中的限制性修饰。 他们灭活了M. capricolum 中的限制酶并在该被修饰的基因仍然还在酵母菌中的时候为其加上了甲基基团。 接着，他们将该基因组移植到M. capricolum 之中，而后者在经过多次的细胞分裂之后产生出了一种新的供体细菌M. mycoides 的一个新的细菌株。
Science August 20, 2009 DOI: 10.1126/science.1173759
Creating Bacterial Strains from Genomes That Have Been Cloned and Engineered in Yeast
Carole Lartigue 1, Sanjay Vashee 1*, Mikkel A. Algire 1, Ray-Yuan Chuang 1, Gwynedd A. Benders 2, Li Ma 1, Vladimir N. Noskov 1, Evgeniya A. Denisova 1, Daniel G. Gibson 1, Nacyra Assad-Garcia 1, Nina Alperovich 1, David W. Thomas 3, Chuck Merryman 1, Clyde A. Hutchison III2, Hamilton O. Smith 2, J. Craig Venter 4, John I. Glass 1
1 The J. Craig Venter Institute, 9704 Medical Center Drive, Rockville, MD 20850, USA.
2 The J. Craig Venter Institute, 10355 Science Center Drive, San Diego, CA 92121, USA.
3 The J. Craig Venter Institute, 9704 Medical Center Drive, Rockville, MD 20850, USA.; Present address: Biotechnology Industry Organization (BIO), 1201 Maryland Avenue SW, Washington, DC 20024, USA.
4 The J. Craig Venter Institute, 9704 Medical Center Drive, Rockville, MD 20850, USA.; The J. Craig Venter Institute, 10355 Science Center Drive, San Diego, CA 92121, USA.
We recently reported the chemical synthesis, assembly, and cloning of a bacterial genome in yeast. To produce a synthetic cell, the genome must be transferred from yeast to a receptive cytoplasm. Here, we describe methods to accomplish this. We cloned a Mycoplasma mycoides genome as a yeast centromeric plasmid, and then transplanted it into Mycoplama capricolum to produce a viable M. mycoides cell. While in yeast, the genome was altered using yeast genetic systems, and then transplanted to produce a new strain of M. mycoides. These methods allow the construction of strains that could not be produced with genetic tools available for this bacterium.
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