Cell：合成生物学伟业！让细菌进化成像植物一样的自养生物...

，刊发在《Cell》上的一篇新研究课题中会，来自以色列魏茨戈科学知识研究课题员的科学知识家们进行了一场合成脊椎动物学壮举：他们技术改造了一种不一定以含氮为食的大肠杆菌，使其可以像植物一样通过吸收二氧化硫来构建细胞膜。这一成果为运用工程建设大肠杆菌将我们当成废物的产品再生为能源、食品或其他感兴趣的有机化合物开辟了有意思的新大环境污染。斯坦福大学伯克利分校的生药理学家Dave Savage没有直接参与这项研究课题，他表示这项研究课题不良影响深远。他知道：“这些革新或许最终改变我们教授脊椎动物药理学的方式。”脊椎动物学家不一定把全球分为两种各种类型的脊椎动物：清心脊椎动物（有机硫再生为脊椎动物量）和异养脊椎动物（消耗有机有机化合物）。清心脊椎动物控制着地球上的脊椎动物量，并库存我们所必需的粪便和能源。非常好地理解清心土壤的原理以及促成清心土壤的步骤对于做到可持续转型至关重要。时至今日，合成脊椎动物学家之前设法通过技术改造植物和清心大肠杆菌，从水和二氧化硫中会产出有价值的药理学物质和能源，因为这或许比其他途径非常高昂。到目前为止，他们已经成功的设计了异养大肠杆菌，从而赢得了比其他步骤非常廉价产出甲苯和其他所需的药理学物质。然而，它并不也许廉价的，这些经过工程建设技术改造的大肠杆菌菌株必须以稳定的糖为食，从而增加了工作成本。因此，魏茨戈科学知识研究课题员的合成脊椎动物学家Ron Milo及其工作团队决定看看是否能将大肠杆菌再生为清心脊椎动物。为此，他们重新的设计了这种大肠杆菌循环系统的两个基本以外：能量密度可能和用来土壤的硫源。在能量密度方面，研究课题其他部门无法赋予大肠杆菌进行养分的能力，因为该过程太过复杂。取而代之的是，他们替换成了一种酶的DNA，使大肠杆菌能以苯酚长芦（一种有机一硫有机化合物）为食。然后，它们可以将苯酚长芦再生为ATP，这是细胞膜可以采用的能量密度分子，并让其可以采用第二批调拨到的三种新酶所需的能量密度，所有这些都使其能将二氧化硫再生为糖和其他有机分子。研究课题其他部门还让大肠杆菌不一定常用循环系统的几种酶失活，不得不其仰赖取而代之粪便土壤。然而，这些变化在此之前并未产生能够以苯酚长芦和二氧化硫为食的大肠杆菌。研究课题其他部门可疑，这些营养物质仍在被导向其其本质葡萄糖。因此，他们将一批工程建设化的菌株疫苗到木糖（xylose，一种有机硫的可能）局限的药理学恒温器中会。研究课题工作团队在此之前库存将近300天的木糖，并提供大量的苯酚长芦和10％的二氧化硫，支持足够的细胞膜增殖以叫停变异。在这种环境污染中会，与依赖xylose作为土壤硫源的异养脊椎动物相比，清心脊椎动物较强很大的选择性占优，这些清心脊椎动物由二氧化硫作为唯一硫源产出脊椎动物质。研究课题其他部门采用同位素标上证实了提取的大肠杆菌是真正的清心大肠杆菌，即二氧化硫，而不是xylose或任何其他有机有机化合物支持细胞膜土壤。研究课题工作团队时至今日报告知道，这些变异的大肠杆菌一共赢得了11种取而代之DNA突变，使它们能在不食用其他有机体的情况下生存。Milo知道：“它确实显示了变异是多么惊人，因为它可以改变细胞膜循环系统的基本功能。”多年来之前致力于同类研究课题的哈佛医学院系统脊椎动物学家Pam Silver知道：“我对他们的成功表示致意。”科学知识家们在此之后已经开发了几十种工具来操纵大肠杆菌的DNA，使其产生不同的有机化合物，如药物和能源。这项新研究课题意味着研究课题其他部门可以替换成这些以苯酚长芦为食的清心大肠杆菌了，而苯酚长芦又很容易赢得，因此，由风能和太阳能产生的苯酚长芦可以协助工程建设大肠杆菌制做甲苯和其他能源，或药物，如抗疟疾药物奎宁。这是一个有意思的大环境污染。非常早原文：Shmuel Gleizer, Roee Ben-Nissan ,Ron Milo ,et al.Conversion of Escherichia Coli to Generate All Biomass Carbon From CO 2.Cell . 179 (6), 1255-1263.e12 2019 Nov 27 .PMID: 31778652 DOI: 10.1016/j.cell.2019.11.009 .