通過巧妙的基因操縱行為(wei) ,美國克雷格·文特爾研究所的研究人員將一個(ge) 細菌基因組移植到酵母中,經改造後再將其移植到一個(ge) 中空的細菌殼中,從(cong) 而產(chan) 生了一個(ge) 新的微生物。此項技術為(wei) 對實驗室中很少研究的生物體(ti) 進行基因改造提供了一種更簡易的途徑,對培育燃料或清除有毒化學品的微生物也有重要價(jia) 值。
得益於(yu) 對酵母和大腸杆菌等微生物的多年研究,科學家們(men) 已能利用這些基因工具進行更為(wei) 複雜的基因改造,如更換整個(ge) 化學路徑製作出可執行更複雜任務或更有效地物質的微生物。但是,很多業(ye) 界關(guan) 注的微生物,如那些具有化學物這種*能力的微生物並不容易製成。科學家們(men) 希望能夠設計像光合微生物這樣的目標有機物,以更有效地將光轉換為(wei) 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現,他們(men) 更容易地對其進行操控。研究人員表示,人們(men) 想要的是酵母或大腸杆菌的能力,而不是擁有其光合作用的器官。將這兩(liang) 種基因組相結合在生物燃料世界裏將是極為(wei) 有趣的事情。
文特爾研究所高調尋求從(cong) 頭開始創建生命,各種技術也不斷地從(cong) 中湧現,他們(men) 想要創建一個(ge) 合成基因,然後用其來控製或重新啟動一個(ge) 受體(ti) 細胞。2007年,該研究所發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移到一個(ge) 密切相關(guan) 的細菌,從(cong) 而使宿主帶有捐助者的特征。去年,研究人員通過將合成DN段縫合在一起創建出一個(ge) 合成基因組。
為(wei) 了製作出一個(ge) 合成生物體(ti) ,研究人員不得不將合成基因組移植到一個(ge) 細胞內(nei) ,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。研究人員發現,如果沒有這些標記,宿主細菌會(hui) 將移植基因組視為(wei) 外來入侵者而將其摧毀。
《科學》雜誌網絡版上發表的一項新技術使此問題迎刃而解。研究人員將絲(si) 狀支原體(ti) 基因組移植入酵母中。雖然科學家們(men) 曾在酵母中生長出細菌DN段,但這是以這種方式生長出完整的細菌基因組。使用現有的酵母基因工程工具,研究人員在化學上改變了細菌的遺傳(chuan) 物質,從(cong) 而使其攜帶了細菌的分子標記特征。研究人員將這個(ge) 改性基因組移植入山羊黴漿菌(和絲(si) 狀支原體(ti) 具有很近的親(qin) 緣關(guan) 係)以產(chan) 生一個(ge) 絲(si) 狀支原體(ti) 細胞。
美國波士頓大學生物工程師吉姆·柯林斯表示,此項研究增強了基因組工程的能力並開辟了新的應用領域。對於(yu) 生物能源和生物材料產(chan) 業(ye) 來說,這是一個(ge) 重大的進步。
目前,研究人員正在致力於(yu) 對其他細菌進行測試,以便將技術轉移到與(yu) 生物燃料業(ye) 更為(wei) 相關(guan) 的有機物上。研究人員表示,有機物的遺傳(chuan) 路徑可分解環境汙染物,其通過基因工程移植入細菌後,就可以生存在如酸性池塘這樣惡劣和被汙染的環境中,然後就可用於(yu) 對這些區域進行清理。