承载百万碱基的真核诺亚方舟:伯克与奥尔森组装 YAC 酵母人工染色体
1987 年 5月15日 · 酿酒酵母人工染色体载体(pYAC4)、脉冲场凝胶电泳仪(PFGE)与酵母原生质球转化液
你知道吗?
所谓生命不过是一堆遵守物理规律的零件,只要插上端粒与着丝粒,再臃肿的基因也能扬帆远航。
在人类基因组计划提出之初,全世界分子生物学家都面临着一道难以逾越的高墙:大肠杆菌质粒载体容量通常只有数千碱基,面对人类长达30亿碱基的浩瀚序列,如果用小片段克隆,实验量大到足以拖垮整整几代科学家!1987年华盛顿大学的大卫·伯克与梅纳德·奥尔森彻底颠覆了以细菌为宿主的传统路线,转向酿酒酵母。
他们合成了划时代的人工载体pYAC4:载体两端人工安插了端粒序列(TEL),中间配置了酵母自主复制序列(ARS1)作为动力引擎,并嵌入关键着丝粒序列(CEN4)以保证有丝分裂均等分配,配以双营养缺陷型标记(TRP1和URA3)。
当用限制酶切开载体并与提取的数百kb外源巨型片段连接后,通过原生质球转化法打入酵母。借助脉冲场电泳分离,研究人员惊骇地发现:酵母竟然将这段长达1 Mb(百万碱基)的外源DNA视为自己的一条全新染色体,极其忠实稳定地世代复制!
YAC成为人类跨越大尺度物理图谱的超级战舰。