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酿酒酵母，其三分之一的基因组被认为与人类共享血统，有16条染色体。然而，根据周四在自然杂志网站上发表的一篇论文，中国科学家已经成功地将几乎所有的遗传物质都装入了一条染色体，同时又不影响其大部分功能。
秦中军是中国科学院上海植物生理生态研究所分子植物科学卓越中心的分子生物学家，他的团队利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术创造了单染色体酵母菌株，该报说。
酵母是一种真核生物，也包括人类，植物和动物。人类有46条染色体，而雄性杰克跳线蚂蚁只有一条。该论文称，真核生物的染色体数量似乎与它们所拥有的遗传信息量无关。
“我们的研究表明，所有遗传信息都可以集中在一条染色体上，”秦说。
在过去，研究人员将两个酵母染色体融合在一起，但没有人曾经进行过秦和他的同事几年前所做的那种极端基因手术。
使用CRISPR-Cas9，Qin的团队在端粒处去除了DNA，这是染色体的末端，可以保护它们免于降解。他们还剪掉了中心的着丝粒，中间的序列对DNA复制非常重要，该报说。
首先，他们融合了两条染色体，然后将这种产品连接到另一条染色体上，并连续几轮重复这一过程，直到只剩下一条染色体，它说。
秦说，尽管基因剪切和重组，具有一个“超级染色体”的酵母在细胞生长和基因表达方面与天然酵母相似。
“它颠覆了传统观点，即基因表达是由染色体的结构决定的，”他说。
通过简化复杂的基因组系统，Qin提出该研究为研究端粒功能提供了一种新方法。
早期的研究发现，端粒的长度与早期衰老，肿瘤形成和其他疾病有关。随着细胞分裂，端粒缩短，但如果端粒不能再缩短，细胞就会死亡。
“一个正常的酵母基因组有32个不同长度的端粒。很难描述每个端粒的变化或对药物的反应。但只有一个染色体和两个端粒，它将更容易找到模式，”秦说。
该研究还可能为未来新的人造物种铺平道路。“酵母在遗传修饰方面具有很大的耐受性，并且可以在基因组中添加新的染色体片段。研究人员可以进行更大胆的尝试，”他说。
根据该论文，染色体数目的变化对基因活性几乎没有影响。然而，单染色体菌株产生较少的孢子，这些孢子是有性繁殖中非开花植物，细菌，真菌和藻类的生殖细胞。
“天然酵母菌株产生的孢子存活率为98%，而我们的孢子存活率为87.5%。差距不大，”秦说。
该报还称，纽约大学的遗传学家杰夫·布克及其团队提交了类似研究的结果。他们将酵母基因组浓缩成一对染色体，但不能融合成一对染色体。
差异的一个解释是，秦的团队删除了19个重复的DNA片段。秦建议这些序列可能干扰了细胞用来将两条染色体融合为一条的机制。
这两个团队彼此独立工作。
