研究人员引入遗传信息来修饰多细胞蓝细菌

蓝细菌几乎不需要任何营养，并利用阳光的能量。沐浴者熟悉这些微生物-通常被错误地称为“蓝绿藻”，因为它们经常出现在水域中。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的一组研究人员发现，多孢子菌Phomidium lacuna可以通过自然转化进行基因修饰，从而产生乙醇或氢等物质。他们在在线科学杂志PLOS ONE(DOI：10.1371 / journal.pone。0234440)中展示了他们的研究结果。

在转化过程中，通过添加遗传物质(DNA)对细胞进行遗传修饰。该过程在自然界中经常发生，可用于将特定的DNA引入细胞并赋予其一定的特性。KIT植物研究所-普通植物学研究领域的教授Tilman Lamparter教授说：“自然转化意味着DNA被细胞吸收而没有任何进一步的帮助。”程序很简单：无需接合即可工作-与另一个细胞的连接-无需电穿孔-可使细胞壁具有渗透性。由于到目前为止，自然转化仅在单细胞蓝细菌中获得成功，因此可以认为这是单细胞物种的独有特征。KIT研究小组的研究结果表明，吸收蓝藻中自然吸收细胞外DNA的能力比以前认为的要高。在在线科学出版物中PLOS ONE(科学公共图书馆)首次报道了空洞疫霉属的基因转移以及多细胞丝状蓝细菌的自然转化。

对生物经济的贡献：替代化石资源

为了自然转化，细胞必须处于生理状态，即自然竞争能力，以便受体细胞可以将DNA主动转运到细胞质中。科学家利用自然转化的优势并将新的遗传信息整合到了Pormidium lacuna的基因组中。从阳光中获取能量的多细胞蓝藻细菌具有形成生物膜的优势，并且具有可以快速去除的高细胞密度。KIT科学家从北海和地中海分离了数种这种丝状生长物种的菌株，并对一种菌株的基因组进行了测序。

研究人员建立的通过引入遗传信息来修饰多细胞蓝细菌的技术为基础研究和可能的应用打开了广泛的可能性。兰帕特说：“借助自然转化，我们已经创建了许多所谓的敲除突变体，即我们成功地关闭了某些基因，从而确定了它们的功能。”一个可能面向未来的应用将是合成细胞中的乙醇，氢或乳酸以及其他生物产物，从而有助于生物经济，并有助于从基于石油的经济向基于可持续资源的市场经济的转变。这位生物学家说：“我们的愿景是使用这项技术来替代化石资源。”