《今晚报》2025年7月11日第2版
近日，合成生物技术全国重点实验室、天津大学合成生物与生物制造学院元英进院士团队实现大尺度（兆碱基Mb)人类DNA的精准合成组装与跨物种递送，研究成果于7月10日在《自然-方法》刊发，论文名为“从头组装兆碱基尺度人类基因组DNA并递送至小鼠早期胚胎”。元英进院士为论文的通讯作者，博士后刘悦、副研究员周见庭为论文的共同第一作者。该成果是人类基因组合成和转移技术的重要进展，对合成人类基因组具有重要意义。
该研究针对人类Y染色体关键功能区——无精子症因子a（AZFa），该区段的缺失会导致最严重的男性不育，通过手术获得精子的概率几乎为零。研究人员提出“组合式层级组装策略”：利用酵母同源重组，通过三步逐级拼接方案，成功实现了这一复杂序列（重复序列占69.38%）在酿酒酵母中的高效组装。团队突破性地开发完整酵母细胞核分离技术，能够提取直径仅1微米的细胞核，不仅确保了核内合成染色体不被降解，更维持了其染色质高级结构特征，利用该方法提出的酵母细胞核可冷冻保存6个月以上。研究团队通过显微注射技术，将合成基因组高效递送至具有全能性分化潜能的小鼠早期胚胎，首次观察到合成基因组在早期胚胎四细胞阶段启动转录的现象。
这项研究在国际上实现了Mb尺度人类基因组的从头合成组装、跨物种转移与功能重塑。元英进团队研发的SynNICE方法具有双重价值：一方面，该技术首次揭示了合成基因组在进入受体细胞后被细胞环境识别和重塑的过程，为研究表观遗传修饰的从头建立提供了全新的技术手段；另一方面，该研究为染色体异常相关疾病的治疗开辟了新思路和新技术，未来有望在此基础上发展出针对染色体疾病的创新性治疗方案，并推动其向临床应用转化，从而为广大患者带来福祉。
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