嗜熱細(xì)菌或可解開高等生物早期進(jìn)化謎團(tuán) 可成為生物燃料關(guān)鍵
生存在日本溫泉中的一種嗜熱細(xì)菌或許可解開高等復(fù)雜生物體早期進(jìn)化的謎團(tuán)，并可能成為21世紀(jì)生物燃料的關(guān)鍵。相關(guān)研究報告發(fā)表在《公共科學(xué)圖書館·生物學(xué)》雜志上。
分子生物學(xué)教授艾倫·蘭博維茲介紹說，內(nèi)含子是進(jìn)化過程中的一種神秘元素。直到20世紀(jì)70年代，各界都普遍認(rèn)為所有生物體內(nèi)的基因都是連續(xù)的，其由此能組成一個連續(xù)的RNA（核糖核酸），并可被翻譯成連續(xù)的蛋白質(zhì)。然而，包括人類在內(nèi)的大多數(shù)高等真核生物并未遵循上述猜想。反之，高等生物大部分的基因都是不連續(xù)的，其由DNA（脫氧核糖核酸）編碼區(qū)域組成，中間則由內(nèi)含子隔開。
為了更好地了解內(nèi)含子的早期歷史，科研人員將此次的研究的重點(diǎn)放在細(xì)菌上，因為他們相信細(xì)菌是內(nèi)含子進(jìn)化的源頭。作為*已知的增殖原理與高等生物十分相似的細(xì)菌，科學(xué)家對細(xì)長聚球藻（藻青菌的一種）著重進(jìn)行了研究。
生物化學(xué)家格奧爾格·摩爾表示：“我們并不能回溯至10億多年前去觀察早期真核生物中的內(nèi)含子是怎樣增值的，但我們能夠探究允許內(nèi)含子在這些生物中增殖的機(jī)理，并嘗試推斷它們在真核生物中進(jìn)化的過程。"
在對機(jī)理的研究過程中，科學(xué)家認(rèn)定高溫在內(nèi)含子的增殖過程中扮演了關(guān)鍵的角色。如嗜熱細(xì)菌所處的溫泉，就可解開基因組中的DNA鏈，使內(nèi)含子能夠更輕易地嵌入基因組中。
蘭博維茲表示，由于地球在十多億年前正處于高溫環(huán)境，且是早期真核生物出現(xiàn)的時段，因此DNA解鏈的證據(jù)對于設(shè)想早期真核生物如何增殖來說具有相當(dāng)意義。這些生物zui初或許只含有小部分內(nèi)含子，但隨著時間推移，高溫可促使內(nèi)含子快速地增殖。
而對于細(xì)長聚球藻中的內(nèi)含子進(jìn)行探索，或許也可為利用嗜熱細(xì)菌來提升生物燃料效能的研究者提供意外的幫助。嗜熱細(xì)菌十分善于將纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇，但其在基因操控領(lǐng)域卻十分棘手。而嗜熱內(nèi)含子的發(fā)現(xiàn)，可快速解決這一難題，科學(xué)家可借助Ⅱ型內(nèi)含子進(jìn)行基因標(biāo)靶。研究人員目前已經(jīng)開始探究能否從基因角度設(shè)計嗜熱細(xì)菌，以試圖增加纖維素生物燃料的產(chǎn)量。
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