測序藻類的基因組可能有助于生物燃料的生產
在我們的骨干祖先爬上陸地之前,有一群古老的藻類在世界的海洋中進化。它們如此眾多,以至于它們巨大的花朵會影響天氣,它們占世界海洋中所有光合作用的30%至40%。但是直到最近,對這些單細胞生物感興趣的科學家對他們的基因幾乎一無所知。
華盛頓大學的科學家們對其中一種藻類的完整基因組成進行了測序。正如他們最近在PLOS遺傳學雜志上報道的那樣,這是研究人員第二次對其中一種生態(tài)學上重要且豐富的藻類(稱為haptophytes)的基因組進行測序。研究人員希望能夠更好地了解它們,并將它們轉化為水產養(yǎng)殖,生物燃料生產和營養(yǎng)的重要新工具。
“Haptophytes在二氧化碳管理中非常重要,它們在水產食物鏈中形成了一個關鍵環(huán)節(jié),”資深作者和UW生物學教授Rose Ann Cattolico說。“這個新的基因組向我們展示了這個群體。”
Cattolico和她的團隊研究的haptophyte是Chrysochromulina tobin,它在全球的海洋中茁壯成長。研究人員花了數(shù)年時間進行了一系列實驗,對所有的Chrysochromulina基因進行測序,并了解這種生物如何在一天內打開和關閉不同的基因。在這個過程中,他們發(fā)現(xiàn)Chrysochromulina將成為研究藻類如何產生脂肪的理想主題,這是一個對營養(yǎng),生態(tài)和生物燃料生產很重要的過程。
“事實證明,他們的脂肪含量在白天變高,在夜間下降,”Cattolico說。“一個非常簡單的模式,非常適合后續(xù)行動。”
她認為脂肪含量的這些極端變化 - 即使在一天的范圍內 - 可能有助于生態(tài)學家了解水柱中的微觀動物何時選擇對這些藻類進行盛宴。但是關于藻類如何調節(jié)其脂肪儲存的知識也可以幫助人類。
“由于生物燃料的生產,藻類最近對普通民眾越來越熟悉,”卡托利科說。“我們需要一種簡單的藻類來觀察脂肪生產和脂肪調節(jié)。”
這導致Cattolico與當時在華盛頓大學基因組科學系的研究生Blake Hovde合作,對該物種的完整基因組進行測序。Hovde希望在生物燃料生產中研究藻類,而Chrysochromulina非常適合這項任務,因為與大多數(shù)其他的haptophytes不同,它沒有保護性細胞壁。
Hovde和Cattolico在Chrysochromulina基因組中發(fā)現(xiàn)了其他驚喜。與其他藻類和植物一樣,Chrysochromulina通過光合作用使用光來制作食物。但是他們還發(fā)現(xiàn)了另一種叫做xanthorhodopsin的基因,它可以讓藻類收獲光照并在傳統(tǒng)的光合作用途徑之外起作用。Cattolico不知道藻類如何使用這種基因,但希望將來對此進行研究。
此外,他們發(fā)現(xiàn)了許多似乎具有抗生素活性的基因,這可能是有用的,因為對新抗生素的需求持續(xù)增加。但Chrysochromulina并非普遍反對細菌。通過這個項目,Cattolico和她的團隊發(fā)現(xiàn),至少有10種細菌似乎可以在Chrysochromulina附近生活。
“這導致了一些有趣的問題,”卡托利科說。“Chrysochromulina是否選擇性地使用其抗菌藥物?它的附近是否'養(yǎng)殖'有益細菌?”Cattolico想了解這些細菌如何影響Chrysochromulina開關的基因。這些信息可能為對植物生態(tài)學的新研究鋪平道路,這對于面對不斷變化的全球氣候可能至關重要。“Haptophytes對我們的海洋健康非常重要,特別是他們制造的這些巨大的有毒花朵,”Cattolico說。“我們需要了解這個問題,因為生態(tài)系統(tǒng)只會因氣候變化而受到更多的影響。”
推薦內容
-
科學家們確定了幫助微生物在惡劣環(huán)境中茁壯成長的關鍵因素
馬里蘭大學醫(yī)學院(UMSOM)的三項新研究已經確定了幫助微生物在惡劣環(huán)境中生存的關鍵因素。這些結果對生物技術和對極端條件下生活的影響具有
-
ETH研究人員開發(fā)了一種測量細胞的量表
ETH研究人員開發(fā)了一種測量細胞的量表。它允許第一次快速準確地確定個體活細胞的重量以及該重量的任何變化。本發(fā)明還引起了生物學領域內外
-
幫助我們呼吸的腦細胞
一項新的大鼠研究表明,以前認為在大腦活動方面退居次要的星形腦細胞可能在控制呼吸方面發(fā)揮關鍵作用。當我們呼吸時,我們吸收重要的氧...
-
化石將海牛與非洲血統(tǒng)聯(lián)系起來
Sirenia是一種海洋哺乳動物,僅以植物為生,包括儒艮和海牛。它們的起源給研究人員帶來了窘境:動物是大象的近親,但在牙買加發(fā)現(xiàn)了最古老
-
Shc蛋白可以作為腫瘤抑制因子
根據(jù)發(fā)表在Nature Structural上的一項研究,蛋白質Shc阻止細胞外信號調節(jié)激酶(ERK)從細胞的細胞質移動到細胞核,從而限制了其啟動可能引發(fā)
-
恢復細胞對皰疹病毒的抵抗力
感染單純皰疹病毒-1(HSV-1)的兒童易患腦炎,這是一種急性腦炎癥。目前尚不清楚這種病毒是如何從口腔和鼻子遷移到大腦的,從而在整個過程中
-
茶樹基因組測序
來自中國和美國的多機構研究團隊對栽培茶樹(Camellia sinensis)的基因組進行了測序。茶葉是世界上最古老的(自公元前3000年以來)和最受歡迎
-
生物學家認為 物種發(fā)現(xiàn)的基因組工具會增加對物種數(shù)量的估計
根據(jù)兩位密歇根大學進化生物學家的一項新研究,越來越流行的技術僅通過分析遺傳差異來推斷動物和植物中的物種邊界是有缺陷的,并且可能...
-
作物遺傳多樣性的重要性
在北卡羅來納州,美國第七生產率最高的藍莓州,藍莓在6月至8月間成熟。但北卡羅來納州的購物者可以全年購買藍莓。那是因為大多數(shù)人只吃...
-
現(xiàn)在可以使用光測量大腦溫度
光可以代替侵入性技術來測量大腦溫度,從而消除了在治療一系列神經系統(tǒng)疾病時在大腦中放置溫度計的必要性。維多利亞州斯威本大學的研究...