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让细胞变身只消耗阳光和CO2的“生物燃料工厂”,中国科学家迈出重要一步

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近日,发表在《植物杂志》上的一项研究成果显示,来自中国科学院青岛生物能源与过程研究所的研究人员从一种产油微藻中剥离了10万碱基的基因组,剔除了对其功能不重要的基因,使其可以通过阳光和二氧化碳中生产可持续的生物燃料。此外,他们创造了一种“基因组手术刀”,可以快速、创造性地修剪微藻基因组。

创建一个“最小基因组”(即去除了所有重复或明显无功能的“垃圾基因”的基因组)对于研究遗传功能的基本问题和设计生产有价值化合物的细胞具有重大意义。

在这项研究中,研究人员设计了一个基于CRISPR/Cas的“染色体手术刀”,通过两条用于定义剪切位置的向导RNA(gRNA)的共表达,实现了位于30号染色体5’端的基因组中最大LER中目标片段的精确删除。

同时发现,上述操作后,染色体末端端粒能够自动重生,从而使30号染色体5’端臂(占该染色体长度的22%、含24个基因)得以一次性地切除。

在此基础上,研究人员通过同时表达4条gRNA,实现了分别位于30号与9号染色体上的最长和次长的两个LER在同一细胞中的并行切除。

研究人员表示:“尽管受到各种干扰,这种微藻仍然表现出基本正常的生长、脂质含量、脂肪酸饱和水平和光合作用。”“在某些情况下,甚至比野生微藻生长率和生物量生产力还要稍高。”

研究人员已经证明了可以剥离如此复杂的真核生物的基因组,研究人员现在想了解的是,是否可以剪下更多的“低表达区”和其他非致命区域,以制造一种完全最小的微拟绿球藻,以最高的效率从CO2中制造生物燃料。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文链接:

http://dx.doi.org/10.1111/tpj.15227


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