改造细菌不再“吃饭”

2020-07-10 10:48:49 新闻来源:网络
  合成生物学家已经对一种通常以单糖为食的细菌进行了修饰,这样它就能像植物一样,通过吸收二氧化碳来建立细胞。这项工作可能导致工程微生物从空气中吸收二氧化碳,并将其转化为药物和其他高价值化合物。
  加州大学伯克利分校(University of California,Berkley)的生物化学家戴维·萨维奇(DaveSavage)没有参与这项研究,他说,研究结果意义深远,这些进步可能"最终改变我们教授生物化学的方式"。
  生物学家通常将生物分为两类:自养生物,如植物和细菌,它们主要利用光合作用将二氧化碳转化为糖和其他有机化合物。同时,异养生物(即人和几乎所有其他生物)从它们所消耗的生物体中获得这种能量。
  合成生物学家长期以来一直试图改造植物和自养细菌,到目前为止,他们已经成功地获得了异养大肠杆菌,与其他方法相比,这种方法生产乙醇和化学物质的成本要低得多。然而,这不是"廉价"的:这些经过修饰的大肠杆菌必须以稳定的糖为食,从而增加成本。
  因此,以色列魏茨曼科学研究所(Weizman Institute Of Science)的合成生物学家罗米洛(RonMilo)和同事们决定,看看大肠杆菌能否转化为自养细菌。为了做到这一点,他们重新设计了细菌新陈代谢的两个基本部分:如何获得能量,以及它们生长的碳源。
  就能量获取而言,研究人员无法赋予细菌进行光合作用的能力,因为这个过程太复杂了。相反,他们将一种基因植入一种允许微生物食用甲酸盐的酶中。微生物可以将甲酸转化为一种富含能量的分子ATP。这种饮食为微生物提供了使用第二批新酶所需的能量--所有这些酶都允许微生物将二氧化碳转化为糖和其他有机物质。
  研究人员还在容器中放置了几批经过修饰的大肠杆菌,以控制微生物的饮食。研究小组从木糖、甲酸盐和二氧化碳开始。从那时起,研究人员一直在稳步减少微生物可获得的木糖含量。研究小组最近在"细胞"杂志(Cell)上报道,进化后的细菌总共获得了11种新的基因突变,它们可以在不吃其他生物的情况下生存下来。
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