基因改造让藻类能够在黑暗中生活

　　

生物通编译：通过导入一个人类基因，研究者们已经使一种藻类可以在黑暗的条件下靠糖生存。这一发现可以有助于一些食品添加剂的生产和制药业。

哥伦比亚Martek生物科学公司的Kirk Apt和同事们通过遗传修饰让一种海洋藻类Phaeodactylum tricornutum含有人类葡萄糖转移物的基因。在人类中，这个基因编码一个通过血红细胞膜输入葡萄糖的蛋白质¹。

野生型P.tricornutum含有从葡萄糖中获得能量的酶。可能通过使用这些酶它可以消化自己用来储藏从阳光中获得的能量的复杂糖分子。通常它不能从环境中获得葡萄糖。

P.tricornutum装备上人类的葡萄糖泵基因后，不再需要阳光来制造自己的食物而改为接受糖类饮食。

由于代谢过程中包括许多酶的作用和许多步反应，研究者们对于这样一个简单的修饰可以带来这样明显的效果感到吃惊。Apt说：“我们本来以为我们还需要进行其它的修饰。”

目前，一些在浅水塘中进行商业养殖的藻类可以制造营养食品或甲壳类动物的食品。这些池塘经常被其它微生物污染。而且藻类只能生活在水塘的上层。

然而Apt的研究组报告说，修饰过的藻类可以通过生物技术工业中使用的发酵罐培养。发酵罐的生产能力是池塘养殖的10到50倍。使用发酵罐，培养物的生长和纯化也更容易进行，而如果培养的目的是为了制药或营养食品的话，这将是一个关键因素。

尽管需要添加糖类和其它营养物质，据Apt和同事们估计使用发酵罐培养藻类的成本还是比在池塘中培养要低大约10倍。Phaeodactylum现在并没有用于工业生产，但是Apt的研究组希望利用同样的方法来制造具有商业价值的可以在黑暗中生长的藻类。

Murdoch大学研究藻类的Michael Borowitzka说，藻类的种类有很多，而且现在并不清楚对其它种类进行改造是否容易。他相信这种“非常重要的新技术”的工业应用还有一段路要走。

Borowitzka还指出，考虑到公众对遗传加工生物的不欢迎程度，这种改造的藻类可能在制药业比在健康食品产业更为受欢迎。他说：“目前从微藻类中筛选具有潜力的药物的工作进展顺利。”

香港大学的植物学家Feng Chen指出，即使这些藻类可以在黑暗中生长，这些植物需要制造许多目前作为食品添加剂的色素。Chen怀疑Apt和同事们使用的品种是否完全依赖于光——许多非修饰的藻类可以使用糖作为食物来源，其中包括其它种类的Phaeodactylum。

但是他承认，如果具有重要的商业价值，光依赖的藻类可以以这种方式培养。“这对那些工业微藻类制品的影响将是相当巨大的。”（版权所有 转载请注明）

1. Zaslavskaia, L. A. et al. Trophic conversion of an obligate photoautotrophic organism through metabolic engineering. Science 292, 2073–2075 (2001).

——摘译自6月15日nature scienceupdate（heartlake）