通過巧妙的基因操縱行為，美國克雷格•文特爾研究所的研究人員將一個細菌基因組移植到酵母中，經(jīng)改造后再將其移植到一個中空的細菌殼中，從而產(chǎn)生了一個新的微生物。此項技術(shù)為對實驗室中很少研究的生物體進行基因改造提供了一種更簡易的途徑，對培育生產(chǎn)燃料或清除有毒化學(xué)品的微生物也有重要價值。
得益于對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行更為復(fù)雜的基因改造，如更換整個化學(xué)路徑制作出可執(zhí)行更復(fù)雜任務(wù)或更有效地生產(chǎn)物質(zhì)的微生物。但是，很多業(yè)界關(guān)注的微生物，如那些具有生產(chǎn)化學(xué)物這種獨特能力的微生物并不容易制成。科學(xué)家們希望能夠設(shè)計像光合微生物這樣的目標有機物，以更有效地將光轉(zhuǎn)換為燃料。
通過將這些細菌的基因組插入酵母，文特爾研究所的科研人員發(fā)現(xiàn)，他們更容易地對其進行操控。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)，他們想要創(chuàng)建一個合成基因，然后用其來控制或重新啟動一個受體細胞。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菌基因組轉(zhuǎn)移到一個密切相關(guān)的細菌，從而使宿主帶有捐助者的特征。去年，研究人員通過將合成DNA片段縫合在一起創(chuàng)建出一個合成基因組。
為了制作出一個合成生物體，研究人員不得不將合成基因組移植到一個細胞內(nèi)，使其成功地重啟細胞。合成基因組被裝配入酵母中，意味著它缺少一些細菌的生物標記特征。研究人員發(fā)現(xiàn)，如果沒有這些標記，宿主細菌會將移植基因組視為外來入侵者而將其摧毀。
《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上最新發(fā)表的一項新技術(shù)使此問題迎刃而解。研究人員首次將絲狀支原體基因組移植入酵母中。雖然科學(xué)家們曾在酵母中生長出細菌DNA片段，但這是首次以這種方式生長出完整的細菌基因組。使用現(xiàn)有的酵母基因工程工具，研究人員在化學(xué)上改變了細菌的遺傳物質(zhì)，從而使其攜帶了細菌的分子標記特征。研究人員將這個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)生一個絲狀支原體細胞。
美國波士頓大學(xué)生物工程師吉姆•柯林斯表示，此項研究增強了基因組工程的能力并開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。對于生物能源和生物材料產(chǎn)業(yè)來說，這是一個重大的進步。
目前，研究人員正在致力于對其他細菌進行測試，以便將生產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)移到與生物燃料業(yè)更為相關(guān)的有機物上。研究人員表示，有機物的遺傳路徑可分解環(huán)境污染物，其通過基因工程移植入細菌后，就可以生存在如酸性池塘這樣惡劣和被污染的環(huán)境中，然后就可用于對這些區(qū)域進行清理。
- 相關(guān)新聞
- 賽默飛世爾攜手亞洲最大的臍血干細胞庫在天津成立“干細胞應(yīng)用合作示范中心”