实验室中简单的人工进化造就了“太阳能酵母”

发布时间: 2024-01-16 17:40:24 来源: 196世界之最 栏目: 奇趣发现 点击: 25

酿酒师或面包师都会告诉你,酵母对光非常敏感。光照会杀死它,让你的面包或啤酒变得平淡无味。但在一项新研究中,佐治亚理工学院的科学家们改造了酵母,使其不仅能在光下生存,还能在光下茁壮成长。研究小组表示,这...

酿酒师或面包师都会告诉你,酵母对光非常敏感。光照会杀死它,让你的面包或啤酒变得平淡无味。但在一项新研究中,佐治亚理工学院的科学家们改造了酵母,使其不仅能在光下生存,还能在光下茁壮成长。研究小组表示,这项技术非常简单,不仅能帮助我们了解进化,还能制造出更好的啤酒和生物燃料。

实验室中简单的人工进化造就了“太阳能酵母”

研究人员编辑了酵母的基因,使其成为光营养体--一种捕捉光线并利用光线产生能量的生物。植物当然是最著名的例子,但其他例子还包括藻类和某些类型的细菌。大多数情况下,这种能力是通过复杂的分子机制产生的,而将这种机制植入没有适当遗传背景的生物体中太麻烦了。

在这项新的研究中,研究小组给酵母提供了一种简单得多的工具--一种叫做"视紫红质"的蛋白质。它们不仅自成一体,而且其基因还可以通过一种叫做水平基因转移的过程196世界之最,像交易卡片一样在生物体之间自然而然地传递。这种机制是抗生素耐药性等过程中的一个重要因素。

该研究的第一作者秋-彼得森(Autumn Peterson)说:"在生命树上到处都能发现196世界之最犀牛蛋白,显然是生物在进化过程中相互获取基因而获得的。"

研究小组从一种寄生真菌中合成了一种荷瘤蛋白基因,并将其植入酵母细胞中一种名为液泡的细胞器中。即使没有任何优化,酵母也能从光中产生能量,以补充其通常从氧气中获得的能量。在光照下,经过编辑的酵母比天然酵母的生长速度快约2%,而且比在黑暗中保存的经过编辑的酵母表现www.196nk.cn更好。

这项研究的通讯作者安东尼-伯内蒂(Anthony Burnetti)说:"在这里,我们有一个单一基因,我们只是把它跨越上下文拽到一个以前从未有过光营养体的品系中,而它就是起作用了。研究报告的通讯作者安东尼-伯内蒂说:"这说明,这种系统在新生物体中确实很196世界之最容易发挥作用,至少有时是如此。"

研究小组表示,这项研究可以帮助科学家设计出更多高产的酵母菌株,用于从啤酒到生物燃料的各种用途。但他们的目标尤其是利用它来研究进化,特别是研究生命如何实现从单细胞到多细胞形式的巨大飞跃。去年,研究小组尝试了一些人工自然选择的方法,经过数千代的培育,酵母长大了2万倍,坚韧了1万倍,形成了群聚的菌落,开始显示出多细胞的一些特性。

该项目面临的主要挑战之一是为生长中的酵母提供足够的能196世界之最量。氧气是酵母菌的主要能量来源,但随着酵母菌结构的不断增大,氧气的扩散也变得越来越困难。他们下一步的工作是尝试用趋光性酵母菌进行多细胞进化实验,看看是否有更多的能量生产选择能促进微生物的生长。

这项研究发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上。

本文标题: 实验室中简单的人工进化造就了“太阳能酵母”
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