科學家建立環境影響細菌轉錄過程模型

2020-12-08 科學網

 

環境能在很大程度上影響一個生物基因組的動態表達，並在基因編碼的各種組分結合成完整而具有生物功能的網絡的過程中起到關鍵作用。12月28日出版的《細胞》（Cell）雜誌的封面文章，講述的是美國的一個科學家小組成功建立了一個分析細菌Halobacterium Salinarum NRC-1以上過程的模型，Halobacterium Salinarum是一種嗜鹽的古生菌，一般只生存在鹽水池塘或是鹽湖中。

 

科學家通過分析數據，確定了在高鹽度環境下，細菌80%的基因和關鍵的非生物因素之間調節和功能上的相互關係，並由此建立了模型。通過147個實驗中72個轉錄因子和9個環境因子（EFs）的相對變化，該模型精確的預言了這些基因的動態轉錄反應。

 

研究人員利用了南舊金山灣獲得的嗜鹽細菌，這種生物為了適應高鹽分環境而產生了一系列令人驚訝的適應性變化，其中包括在細胞膜上產生色素，以調節由光產生能量的過程。此外，這些細菌還產生了懸浮用的氣泡結構，以幫助它們在水體中垂直移動來尋找氧載體。

 

儘管以上這些適應性變化每一個都很重要，然而環境因素造成的對細菌所有核心生理學過程的整體調節，對其在動態變化的環境中生存更加關鍵。因此，研究人員提出的轉錄控制模型非常有意義，這一模型精確預測了Halobacterium面對新環境或基因擾動時的轉錄變化。

 

此外，更重要的是，新研究支持了一種觀點：生物體系的特徵和它們所處的環境能幫助科學家建立高度精確、可預測性的基因調控模型，這些模型不僅針對傳統生物，也能用於更多我們尚未了解的物種。（科學網　何宏輝/編譯）

 

（《細胞》（Cell），Vol 131, 1354-1365, 28 December 2007，Richard Bonneau, Nitin S. Baliga）

 

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