产燃料藻类基因组序列公布

2020-09-21 38藻类

产燃料藻类基因组序列公布:由德克萨斯A&M AgriLife Research小组领导的一组研究人员对产生燃料的绿色微藻类Botryococcus braunii的基因组进行了测序。

产燃料藻类基因组序列公布

AgriLife Research生物化学家,大学城首席研究员Tim Devarenne博士说,这份报告发表于Genome Announcements,是经过将近7年的研究后得出的。除了对基因组进行测序之外,还出现了其他遗传事实,最终可以帮助他的团队和其他研究这种绿色微藻的人进一步研究生产藻类和植物作为可再生燃料的来源。

Devarenne说:“这种藻类是集落形成的,这意味着许多单个细胞会长成一个集落。这些细胞会生成许多碳氢化合物,然后将它们输出到细胞外基质中进行储存。” “而且这些碳氢化合物可以转化为燃料,例如汽油,煤油和柴油,就像人们将石油转化为这些燃料一样。”

Devarenne指出先前的研究表明,长期以来,布劳氏芽孢杆菌中的碳氢化合物与石油沉积物有关,这表明在地质时期内,藻类与石油沉积物相吻合并有助于形成石油沉积物。

研究背景

“基本上,如果我们要使用这种藻类中的烃油作为可再生燃料来源,则无需更改任何种类的基础设施来制造燃料。可以将其直接用于现有的石油加工系统中并获得同样的燃料也从中产生。”他说。

德瓦雷纳说,他的实验室不是很想了解如何制造燃料,而是要了解藻类如何产生这些碳氢化合物,涉及哪些基因和酶以及它们如何发挥作用。

“一旦我们了解了,也许我们可以操纵藻类来生产更多的油或特定类型的油,或者我们可以将这些基因转移到其他光合生物中,从而使它们代替藻类来生产油,” Devarenne说,他的实验室2016年宣布发现藻类用于生产碳氢化合物的酶。

他说,这就是为什么对基因组进行测序很重要的原因,因为这将有助于鉴定基因组中烃生产和控制该生产所需的所有基因和酶。

研究内容

而且这并不容易。对基因组进行测序意味着从细胞核中分离出所有DNA,将其测序为小片段,然后将其组装回完整的基因组中。他说,考虑到B. braunii基因组的大小估计约为1.66亿个碱基,可以想象一个1.66亿个拼图游戏。

德瓦雷纳说,因为本报告中仅将布鲁氏双歧杆菌基因组的一部分“拼出”,可以说,这被认为是基因组草图,或者是尝试组装所有片断的尝试。

他说:“这不是完美的,但是对于其他正在研究这种藻类的研究人员来说,它仍然非常有用并且有价值。”他自己的实验室计划进行更深入的分析,并将其与其他已知的藻类和陆地植物基因组进行比较,以了解独特之处和相似之处。

在进行测序的同时,Devarenne的研究发现,布鲁氏双歧杆菌基因组中约有18,500个基因,并且有部分基因称为非常长的非翻译区。这些区域不形成蛋白质,而是用于调节目的。

他谈到未翻译区域时说:“它们的长度可能是几千个碱基对,而在大多数生物中,这些区域可能只有几百个碱基对。” “我们还不知道那是什么。”

他说,由于其中的许多重复序列,布鲁氏双歧杆菌的基因组组装非常困难。

Devarenne解释说:“组装基因组根本不是一件容易的事。” “我们将DNA送交美国能源部下属的联合基因组研究所进行测序,然后以许多非常小的片段对其进行测序。这些DNA片段的长度可能在150至300个碱基对之间。所以想象一下,如果我们的基因组中有1.66亿个碱基,然后将它碎片化后送回给我们,这些碎片必须组装在一起才能达到1.66亿个碱基。我们使用了德克萨斯A&M超级计算机中心来提供帮助。”

研究意义

他说,产燃料藻类基因组序列公布,随着越来越多的空白被填补,将会出现更完整的基因组,这将有助于研究人员更深入地研究这种藻类的生化过程,从而帮助他们了解生物体如何以及为何大量生产碳氢化合物。 ,如何调节该过程以及使用哪种特定的生物合成途径生产碳氢化合物。

Devarenne说:“就像人类基因组已经测序但尚未被完全理解一样,还有很多研究要做。这确实是一个永无止境的过程。”

引用

Texas A&M AgriLife Communications. "Genome sequence of fuel-producing alga announced." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 May 2017. www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170510174850.htm.

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