由一個科學家研究小組開展的一項開創(chuàng)性研究將有助于促使當前用途zui廣的一種細菌更多地使社會和環(huán)境受益。
天然存在于土壤中的枯草桿菌如今作為實驗室模式生物得到廣泛應用。此外,它還被當做“細胞工廠”來生成食品工業(yè)所需的維生素類,在生物工程方面用于生成洗衣粉中的酶制劑。
來自歐洲八國和澳大利亞的科研人員組成的研究協(xié)會開展了一項BaSysBio研究計劃,以的廣度,的水平上讓科學家們了解了這種生物體適應不同環(huán)境的途徑。
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數(shù)十億年的進化形成了枯草桿菌的性能,研究提供了關于在原始環(huán)境下幫助其維持新城代謝的調控過程的新理解。
兩篇研究論文發(fā)表在一期(3月2日)的Science雜志上,這些研究發(fā)現(xiàn)將使得科學家們能夠操控枯草桿菌成為更有效的代謝產(chǎn)物制造者,從工業(yè)、制藥、化學制造業(yè)到農(nóng)業(yè)、食品行業(yè),擁有廣泛的工業(yè)用途。該研究工作同樣對于醫(yī)學具有重要的意義,它將幫助科學家們倆接細菌在感染過程中如何應對不斷變化的情況。
枯草桿菌能夠在各種不斷變化的環(huán)境中生存和生長。該研究匯集了來自分子生物學、生物信息學和數(shù)學各個不同領域的專家,研究了作為互作分子元件組成系統(tǒng)的細胞和用于適應各種不同環(huán)境的策略。
研究人員采集和分析了大量實驗數(shù)據(jù)集,與數(shù)學模型結合用于捕捉細胞系統(tǒng)的復雜性。他們分析了模擬生物體的自然和實驗室環(huán)境等超過100種不同環(huán)境下的表達基因。一直以來已知的枯草桿菌基因組攜帶大約4,200個基因,新研究在細菌中發(fā)現(xiàn)了512種新的潛在基因。
該計劃的共同協(xié)調人、法國國家農(nóng)業(yè)研究院的PhilippeNoirot博士說:“除了它們的科學創(chuàng)新性,這兩項研究還代表了細菌系統(tǒng)生物學的一個潛在藍圖。我們的研究工作將有可能使枯草桿菌稱為更有效的酶制造者。在我們的研究中采用的方法和實驗結果表明現(xiàn)在設計出特殊的實驗揭示出從前難于解析的細胞過程,是*有可能的。”
紐約大學機構生物學實驗室TonyWilkinson教授說:“這些工作得出了很多驚喜。在一個實例中,我們原本認為一些簡單的調整就足以獲得適應。然而我們卻在這一生物中觀察到了近一半基因參與的一系列變化。”
蘇黎世聯(lián)邦理工大學教授UweSauer說:“這項工作代表了一個理論上的進步,關于如何評估和了解細胞適應新環(huán)境的機制。這對于基礎科學以及生物技術和醫(yī)學研究方面的應用都是非常必要的。”
荷蘭赫羅納大學醫(yī)院JanMaartenvanDijl教授補充說:“這些研究幫助我們了解了在感染過程中,例如正常存在于鼻咽喉中的共生菌例如*適應并侵襲機體引起疾病,細菌是如何適應不斷改變的環(huán)境的。這為我們研發(fā)出抗擊這些入侵細菌的藥劑提供了研究基礎。”