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改革细菌不再“吃饭”

2019-12-02 中国迷信报 唐一尘
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这类改进大年夜肠杆菌能像植物一样自养。 图片来源:KWANGSHIN KIM

  分解生物学家改革了一种平日以单糖为食的细菌,使其像植物一样能经过过程接收二氧化碳构建细胞。这项任务能够会催生出能从空气中接收二氧化碳并将其转化为药物和其他低价值化合物的工程微生物。

  未参与该研究的美国加州大年夜学伯克利分校生化学家Dave Savage表示,这一发明意义深远,这些进步能够“终究改变我们传授生物化学的方法”。

  生物学家平日把生物体分红两类:一类是自养生物,如植物和细菌,它们重要应用光合感化将二氧化碳转化为糖和其他无机化合物。与此同时,异养生物(也就是人和简直一切其他生物)从它们所花费的生物体中取得这些能量。

  经久以来,分解生物学家一向试图改革植物和自养细菌,到今朝为止,他们曾经成功地取得了异养大年夜肠杆菌,其临盆乙醇和所需化学物质的本钱比其他办法要低很多。但是,它其实不“便宜”:这些改革过的大年夜肠杆菌必须以稳定的糖为食,从而增长了本钱。

  是以,以色列魏茨曼迷信研究所分解生物学家Ron Milo和同事决定看看能否能将大年夜肠杆菌转化为自养菌。为了做到这一点,他们重新设计了这类细菌新陈代谢的两个根本部分:若何取得能量,和用甚么来源的碳发展。

  在能量获得方面,研究人员不克不及赐与细菌停止光合感化的才能,由于这个过程太复杂了。取而代之的是,他们为其植入了一种酶的基因,这类酶能使微生物吃甲酸盐。微生物可以将甲酸转化为ATP(一种能量丰富的分子)。这类饮食为这类微生物供给了所需的能量来应用第二批3种新酶——一切这些酶都能使微生物将二氧化碳转化为糖和其他无机物质。

  研究人员还将几批经过改革的大年夜肠杆菌放入容器中,以便控制这类微生物的饮食。研究小组开端是用木糖、甲酸盐和二氧化碳停止豢养。以后,研究人员还稳步增添了微生物可取得的木糖的数量。研究小组近日在《细胞》上申报说,这些退化的细菌总共取得了11种新的基因突变,使它们可以或许在不吃其他无机体的情况下生计。

打印 义务编辑:侯茜

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