研究人員在開發(fā)基因編輯工具方面取得了重大突破，以增進我們對地球上最重要的海洋微生物之一的了解。

該國際項目由英國東英吉利大學(UEA)的科學家共同領導，釋放了最大的未開發(fā)遺傳資源開發(fā)天然產物的潛力，例如新型抗菌，抗病毒，抗寄生蟲和抗真菌化合物。

海洋微生物調節(jié)碳和必需營養(yǎng)素(例如氮和磷)的全球循環(huán)。盡管具有重要意義，但政府和行業(yè)的資金仍主要用于非海洋生物的研發(fā)。部分原因是由于缺乏對海洋微生物重要性的認識，對海洋微生物生物學的了解有限以及在獲取和可持續(xù)利用海洋微生物方面存在困難。

解決這個問題需要遺傳操縱工具，而對于許多不同的生態(tài)和生物技術上重要的海洋微生物組(例如原生生物)來說，它們尚不可用，它們共享類似于植物和動物的亞細胞組織。

與植物和動物不同，它們是單細胞的并且具有顯著的多樣性。有些代表陸地上復雜的生命形式的起源，另一些諸如光合作用的原生生物，稱為浮游植物，對全球年度固碳的貢獻幾乎與陸地植物一樣大。

這項新研究發(fā)表在《自然方法》雜志上，旨在增進人們對海洋生物的基本生物學和進化的了解，并為進化研究，納米技術，生物技術，醫(yī)學和藥理學帶來潛在有價值的成果。

這個為期三年的合作項目主要由戈登和貝蒂摩爾基金會支持，涉及53個國際實驗室，包括100多名研究人員。它導致了新的遺傳模型系統(tǒng)的開發(fā)，并在綜合的“轉化路線圖”中進行了總結。本文概述了DNA傳遞方法，基因表達構建體和基因組編輯方法，可作為更廣泛的研究社區(qū)的資源。

UEA環(huán)境科學學院海洋微生物學教授，英國主要作家托馬斯·莫克(Thomas Mock)表示，這項研究建立在數十年的研究基礎之上，這些研究有助于使海洋生態(tài)系統(tǒng)的圖景越來越一致。

莫克教授說：“就維持可居住性而言，海洋擁有地球上最重要的微生物多樣性。”“由于這些生物在地球健康中的重要作用，因此了解這些生物及其基因的功能非常重要。它們還代表著生命在過去15億年中的演變。它們如此古老，以至于不可能充分了解他們的細胞生物學和功能性生物多樣性。

“我們在基因操縱方面取得的突破性進展將使研究界能夠從一系列重要的原生生物中剖析細胞機制，從而共同提供有關其繁殖，代謝和信號傳導的見解。

“這些見解將增進我們對它們在海洋中的作用的理解，它們對于生物技術應用如建立生物燃料工廠或生產生物活性化合物具有不可估量的價值。”

該研究涉及嘗試將外源DNA引入39個原生生物物種的宿主基因組中，以了解其基因功能以及它們如何適應變化。其中，超過50%的基因已成功地進行了基因操作，這將使研究人員能夠對他們基因組中攜帶的數千個新基因進行功能研究。