如何构建人工光合生命,内共生系统带来的提示
发布时间:2022-07-22“让真核异养生物进行光合作用”、“构建人工光合生命”,这些颠覆性的想法一直以来都深深吸引着科学家们。
叶绿体是光合作用发生的主要场所。内共生(一种生物长在另一生物体内)理论提出,真核细胞器如线粒体和叶绿体起源于细菌内共生体的形成及其进化。尽管内共生体对生命进化的研究具有重要意义,我们目前对内共生体是如何在宿主细胞内构建起来的,以及它是如何进化并转变为细胞器的知之甚少。
除此以外,该领域还存在着许多亟待解决的关键问题,如:构建内共生系统所需的最小基因组是多少?内共生体与宿主的相互依存的代谢网络是如何进化的?
Nature Communications
本文选择了遗传可操作性强的单细胞蓝藻Synechococcus elongatus PCC 7942 (Syn7942)作为模拟叶绿体的内共生菌,模式真核生物酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae作为宿主细胞。
具体来说,内共生体的构建过程如下:
其次,提高了酵母/蓝藻嵌合体的稳定性。细胞内致病菌通过表达SNARE样蛋白来抑制细胞膜融合,维持胞内稳定存在。该研究通过在蓝藻内表达SNARE样蛋白,避免了蓝藻在酵母细胞内的降解,提高了嵌合体的稳定性和生存能力。
该研究通过基因鉴定、显微镜成像等方法,。最后,文中通过设置不同的光/暗培养条件和添加光合作用抑制剂。本研究搭建了可遗传操作的模式内共生平台,为内共生系统的进化过程提供了分子层面的理解,也为人工光合生命的构建与理论研究描绘了蓝图。