红藻从细菌中窃取基因来应对环境压力

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蓝藻类是红藻的一种，在这张照片中呈绿色，因为叶绿素掩盖了它们的红色色素，生长在黄石国家公园的温泉中。版权: Debashish Bhattacharya/Rutgers University-New Brunswick 罗格斯大学
这是一起可能导致新燃料和清洁化学品的重大盗窃案。根据Elife杂志上的一项研究，10种红藻从细菌中窃取了大约1%的基因，以应对温泉中的有毒金属和盐胁迫。
这些被称为氰化物的红藻物种也窃取了许多基因，这些基因使它们能够吸收和处理环境中的不同碳源，从而提供额外的能源和补充它们的光合生活方式。
“窃取的基因在真核生物中的作用，包括藻类等大多数生物，一直备受争议，许多人认为它不重要，在生物学中几乎没有作用，”合著者、生物化学和医学研究部杰出教授Debashish Bhattacharya说。罗格斯大学新不伦瑞克分校的微生物学。”我们强大的基因组数据提供了第一个主要证据，证明这是一个错误的叙述，而对一个具有挑战性的环境的适应可以由被盗基因直接促进。”
在自然界中发现这样的现象能激发科学家们去发现基因窃取是如何发生的，他们可以利用这些自然法则在实验室中开发出新的基因工程方法来造福人类。环境和生物科学学院的巴塔查里亚说，这可以通过设计藻类来实现，这种藻类可以产生燃料或化学物质，可以清理受污染的地方，因为氰化物可以处理有毒化合物和金属，如砷和汞。
在这项新的研究中，科学家们创造了10个新的绿脓杆菌属的青脓杆菌基因组，这些基因组在高温和高酸性条件下仍能在温泉中生长，如黄石国家公园（Yellowstone National Park）。其目的是通过从寄生的、预先适应的细菌身上窃取基因来确定这些藻类是否适应极端环境，而这些细菌使它们能够抵抗压力。基因组分析显示大约1%的红藻基因来自细菌。
接下来的步骤是建立基因工具来研究红藻物种，并进行更多的实验室测试，以确定它们是否像预期的那样在压力下打开细菌基因。JuliavanEtten是巴塔查里亚实验室的一名博士生，最近获得了一项为期三年的美国国家航空航天局（NASA）奖，用氰化物进行这些研究。


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