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我們呼吸的50%的氧氣來自海洋微生物。然而，這些微小的海洋生物在很大程度上仍然是科學界的一個謎。現在，在全球100多名研究人員的努力下，科學家們找到了一種方法，通過基因工程來解開這些生物的基因組。法國索邦大學(Sorbonne University)國家研究機構CNRS的海洋生物學家安吉拉•法爾恰托雷(Angela Falciatore)表示，這項研究將推動浮游生物生物學的進步。法爾恰托雷沒有參與這項工作。她說，這些進展可能有助於了解生命的早期進化，甚至有可能開發出新的抗生素。 ...法國CNRS海洋生物學家Angela Falciatore簡介 浮游生物是一種看不見的生物，它們把海洋染成藍色、綠色，有時甚至是紅色。有些浮游生物是被稱為原生生物的單細胞生物，像植物一樣，它們利用光將二氧化碳轉化為氧氣。原生生物不僅維持我們的呼吸，它們還構成了海洋食物網的基礎。它們為較大的浮游生物提供食物，而這些浮游生物又成為更大的生物，如無脊椎動物和魚類的食物。 ...海洋原生生物(左)的基因在螢光顯微鏡下顯示為綠點（右）--來源於日本平川佳久/筑波大學 康斯坦茨大學(University of Konstanz)的藻類生物學家彼得•克羅斯(Peter Kroth)表示，還有大量未被開發的原生生物對這些生態系統產生了巨大影響。2015年，支持微生物和環境基礎研究的慈善組織戈登和貝蒂·摩爾基金會(Gordon and Betty Moore Foundation)向研究人員提供了800萬美元，以填補這一知識空白。對動物、植物、酵母和細菌的研究表明，當科學家修改一個有機體的基因時，他們就會發現這些基因和有機體本身如何運作的線索。獲獎者最終匯集了他們的專業知識和見解，選擇了39個物種進行研究。一些物種被選擇是因為它們在經濟上的重要性，它們可能會給漁業和娛樂帶來災難性的後果，還有一些是因為它們代表了原生生物家族的不同分支。 ...康斯坦茨大學的藻類生物學家Peter Kroth團隊 東安格利亞大學的微生物學家、該項目的聯合協調員托馬斯·莫克說，這些微生物和人類與魚類的區別一樣大，甚至更大。研究小組收集了一些名字拗口的生物，比如古板齒亞綱、opisthokont和顆石藻，這些生物主要來自沿海地區的水域。下一步是弄清楚如何種植足夠數量的物種。研究人員測試了不同的營養和溫度組合，看看哪種效果最好。 然後，為了探索基因功能，科學家們嘗試將外源DNA注入微生物中，這在以前是很少有人做過的。他們發現，有時發射微小的包裹著DNA的金粒子或鎢粒子是使DNA通過細胞膜的最有效方法。其他時候，研究人員用電擊穿細胞膜，使細胞膜滲漏，這樣DNA就能擠進去。下一步是讓DNA成為基因組的一部分，或者至少被翻譯成蛋白質。有時基因進入並開始製造蛋白質。但有時原生生物的防禦會摧毀它。在其他情況下，研究人員發現，他們通常用於基因工程的酶在一些原生生物生活的低溫環境下不起作用，所以他們不得不尋找新的酶來完成這項工作。Falciatore說，世界上沒有任何一個組織能夠單獨面對這些技術挑戰。 ...通過基因工程手段改造基因 科學家們總共為13個物種添加了基因。該研究小組今天在《自然方法》雜誌上報告說，其中包括一種原生生物會用其毒素殺死魚類，還有一種也會感染軟體動物和兩棲動物。Falciatore說，這篇論文也代表了重要的第一步，因為對其中一些物種進行基因改造仍然非常困難。一個巨大的挑戰將是在不同的實驗室重複這些實驗步驟，並使這些實驗程序成為常規。這項工作也應該有助於揭示原生生物是如何工作的。通過改變它們的DNA並監測原生生物的行為、功能或生化變化，研究人員開始了解這些基因的作用。例如，影響原生生物抵抗細菌能力的基因可能編碼蛋白質，從而為人類提供新的抗生素。而在遠親原生生物中做同樣事情的基因很可能代表了在早期祖先中已經存在的基因，這為原生生物的進化提供了線索。 文章參考： https://www.sciencemag.org/author/elizabeth-pennisi https://www.moore.org/article-detail?newsUrlName=beyond-the-lab-angela-falciatore-ph.d https://www.biologie.uni-konstanz.de/kroth/ https://people.uea.ac.uk/t_mock/info?type=researchinterests

內容簡介

詳細資料

文章來源取自於：

每日頭條 https://kknews.cc/science/x49ov48.html

博客來 https://www.books.com.tw/exep/assp.php/888words/products/0010201185

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