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石油污染降解菌的基因组测序完成

2006-08-05 08:09 未知 自然—生物技术 阅读 0
核心摘要: 海洋细菌Alcanivorax borkumensis能有效降解石油中的烷烃,被称为石油去污菌。研究人员完成了其3.1Mb基因组测序,发现2755个开放阅读框架,包括降解烷烃、乳化石油等系统。该研究为开发石油污染生物修复方法提供了重要基础。

海洋中的细菌Alcanivorax borkumensis是一种能够“吃”石油的细菌,在清除溢入海洋的石油中发挥关键作用,因此被称为石油去污菌。研究人员在《自然—生物技术》上报告说,他们测出了A. borkumensis的全部基因组序列,为认识这种细菌的生物化学功能和生理适应性提供了完整蓝图,正是这些特性赋予其有效分解海洋中原油的能力。

每年约有130万吨石油因事故或故意行为被倾入大海,但其中仅小部分来自油轮事故。幸运的是,海洋中的部分细菌能消化石油中的碳氢化合物,使倾泻的石油逐渐被降解。

Schneiker和同事测出了长度达3.1Mb的A. borkumensis基因组序列。在吃石油的细菌中,A. borkumensis的独特之处在于它只能消化或降解呈线性或枝状结构的有机化合物——烷烃,这是原油的两种主要成分之一。其基因组序列含有2755个可预测的开放阅读框架,包括降解烷烃、乳化石油化合物和胞外聚合物的系统,这些功能系统让A. borkumensis能够消化石油。

在化石燃料时代,人类依赖石油生活,但石油开采与运输过程中的洒落不可避免,对环境尤其是海洋环境造成破坏。科学家们一直在寻找有效方法。一种能分解石油并在石油中迅速繁殖的细菌引起了注意。为了揭开其奥秘,科学家利用先进生物技术进行了深入研究。

Alcanivorax borkumensis是一种杆状细菌,依赖石油提供生存所需的能量。在洁净海面上难以见到其踪影,但一旦海面被石油污染,这种细菌就会迅速大量繁殖。德国科学家马丁斯与同事将该细菌的基因组裂解为300多万个碱基对,再重新拼接,得到了比较完整的细菌遗传图谱。

马丁等人发现,在遗传图谱上有几个A. borkumensis独有的基因岛,正是由于这些基因岛,它们才能分解石油中的烷烃并获得充足能量。除了烷烃,其他多种碳氢化合物、有机氮、无机氮等都是它们的美食。这些独特能力使其在同其他细菌的竞争中占尽优势。

通过对食油细菌基因组的测序,科学家们希望能从细菌身上得到启示,发现清除石油污染物的有效方法。马丁等人表示:“基因组数据以及功能分析是一笔无价的财富,借助这些数据,人类就可能设计、开发、优化、检测合理的消除石油污染的方法。”

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