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研生試劑-利用基因組工程培育新型微生物獲得成功
更新時(shí)間:2013-12-13   點(diǎn)擊次數(shù):761次

研生試劑-利用基因組工程培育新型微生物獲得成功

 通過(guò)巧妙的基因操縱行為,美國(guó)克雷格·文特爾研究所的研究人員將一個(gè)細(xì)菌基因組移植到酵母中,經(jīng)改造后再將其移植到一個(gè)中空的細(xì)菌殼中,從而產(chǎn)生了一個(gè)新的微生物。此項(xiàng)技術(shù)為對(duì)實(shí)驗(yàn)室中很少研究的生物體進(jìn)行基因改造提供了一種更簡(jiǎn)易的途徑,對(duì)培育燃料或清除有毒化學(xué)品的微生物也有重要價(jià)值。

  得益于對(duì)酵母和大腸桿菌等微生物的多年研究,科學(xué)家們已能利用這些基因工具進(jìn)行更為復(fù)雜的基因改造,如更換整個(gè)化學(xué)路徑制作出可執(zhí)行更復(fù)雜任務(wù)或更有效地物質(zhì)的微生物。但是,很多業(yè)界關(guān)注的微生物,如那些具有化學(xué)物這種*能力的微生物并不容易制成??茖W(xué)家們希望能夠設(shè)計(jì)像光合微生物這樣的目標(biāo)有機(jī)物,以更有效地將光轉(zhuǎn)換為燃料。

  通過(guò)將這些細(xì)菌的基因組插入酵母,文特爾研究所的科研人員發(fā)現(xiàn),他們更容易地對(duì)其進(jìn)行操控。研究人員表示,人們想要的是酵母或大腸桿菌的能力,而不是擁有其光合作用的器官。將這兩種基因組相結(jié)合在生物燃料世界里將是極為有趣的事情。

  文特爾研究所高調(diào)尋求從頭開始創(chuàng)建生命,各種技術(shù)也不斷地從中涌現(xiàn),他們想要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)合成基因,然后用其來(lái)控制或重新啟動(dòng)一個(gè)受體細(xì)胞。2007年,該研究所發(fā)表論文描述了其基因組移植研究成果,基因組移植是將一種類型的細(xì)菌基因組轉(zhuǎn)移到一個(gè)密切相關(guān)的細(xì)菌,從而使宿主帶有捐助者的特征。去年,研究人員通過(guò)將合成DN段縫合在一起創(chuàng)建出一個(gè)合成基因組。

  為了制作出一個(gè)合成生物體,研究人員不得不將合成基因組移植到一個(gè)細(xì)胞內(nèi),使其成功地重啟細(xì)胞。合成基因組被裝配入酵母中,意味著它缺少一些細(xì)菌的生物標(biāo)記特征。研究人員發(fā)現(xiàn),如果沒有這些標(biāo)記,宿主細(xì)菌會(huì)將移植基因組視為外來(lái)入侵者而將其摧毀。

  《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表的一項(xiàng)新技術(shù)使此問題迎刃而解。研究人員將絲狀支原體基因組移植入酵母中。雖然科學(xué)家們?cè)诮湍钢猩L(zhǎng)出細(xì)菌DN段,但這是以這種方式生長(zhǎng)出完整的細(xì)菌基因組。使用現(xiàn)有的酵母基因工程工具,研究人員在化學(xué)上改變了細(xì)菌的遺傳物質(zhì),從而使其攜帶了細(xì)菌的分子標(biāo)記特征。研究人員將這個(gè)改性基因組移植入山羊霉?jié){菌(和絲狀支原體具有很近的親緣關(guān)系)以產(chǎn)生一個(gè)絲狀支原體細(xì)胞。

  美國(guó)波士頓大學(xué)生物工程師吉姆·柯林斯表示,此項(xiàng)研究增強(qiáng)了基因組工程的能力并開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)于生物能源和生物材料產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),這是一個(gè)重大的進(jìn)步。

  目前,研究人員正在致力于對(duì)其他細(xì)菌進(jìn)行測(cè)試,以便將技術(shù)轉(zhuǎn)移到與生物燃料業(yè)更為相關(guān)的有機(jī)物上。研究人員表示,有機(jī)物的遺傳路徑可分解環(huán)境污染物,其通過(guò)基因工程移植入細(xì)菌后,就可以生存在如酸性池塘這樣惡劣和被污染的環(huán)境中,然后就可用于對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行清理。

 

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