科学家利用进化技术 开辟可持续能源和药物的新途径

2024-08-27 10:46:12
导读 以进化为指导原则,研究人员成功地设计出细菌-酵母杂交种,使其能够进行光合碳同化,产生细胞能量并支持酵母生长,而无需葡萄糖或甘油等传...

以进化为指导原则,研究人员成功地设计出细菌-酵母杂交种,使其能够进行光合碳同化,产生细胞能量并支持酵母生长,而无需葡萄糖或甘油等传统碳原料。通过设计光合蓝藻,使其与酵母细胞共生,细菌-酵母杂交种可以生产重要的碳氢化合物,为非石油能源、其他合成生物学应用和进化实验研究铺平了新的生物技术道路。

“所有具有细胞核的细胞都包含各种细胞器,例如线粒体和叶绿体,它们具有特定功能并含有自己的 DNA,”领导整个诺伊研究团队的诺伊大学香槟分校化学教授安加德·梅塔 (Angad Mehta) 说道。“研究人员长期以来一直认为,复杂的生命形式起源于这些类型的细胞之一与另一种细胞在内共生过程中融合。”

在之前的研究中,梅塔团队发现实验室生成的蓝藻-酵母嵌合体或内共生体可以为酵母提供光合作用产生的 ATP,但不提供糖。在这项新研究中,该团队对蓝藻进行改造,使其分解糖并分泌葡萄糖,然后将其与酵母细胞结合,创造出可以在二氧化碳存在下生长的嵌合体,利用细菌产生的糖和能量。

这项新的研究成果发表在《自然通讯》杂志上。

有了将非光合生物改造成光合嵌合生命形式的能力,研究小组集中研究如何利用这些嵌合体生物工程改造新的代谢途径,使其能够在光合作用条件下生产出有价值的产品,比如柠檬烯(一种在柑橘类水果中发现的简单碳氢化合物)。

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