随心所欲做实验：改造E.coli基因组

　　

生物通报道：做实验总是会遇到烦心的事情，如果在遇到比如像嫌菌长的不够快，载体不符合心意的时候，总是希望大肠杆菌能和自己想的一样改变就好。来自威斯康星大学的研究人员也这么想，他们通过剔除E.coli基因组的大量遗传物质——数以百计明显不合理的基因，得到了更小更适合现在生物学和工业用途的生物工具。这是对E.coli基因组进行的首次精确大规模改动，发展了改造成适合于大规模生产的模式生物的新方法。这一研究成果公布在4月28日新鲜出炉的Science杂志上。

在实验室里使用的最平常的就是E. coli 大肠杆菌，我们经常在遗传水平上对其进行操作，而且在更大规模的工业生产，比如大量生产药物和有用蛋白过程中也会进行遗传水平上的操作。然而在E. coli中克隆想要的或者有用的基因，得到大量的表达产物却会遇到很多问题。威斯康星大学的研究人员认为这主要是因为这些微生物基因组中的一些多余DNA干扰了实验，阻碍了E. coli表达和生产。

文章作者Frederick Blattner表示，经过在一系列实验，每次实验中E. coli基因组就会有少于15%被研究人员剔除掉，即减少量达到82，000bp。尽管大片段的DNA从基因组中被去除，E. coli细胞保持了其正常的生物学功能。去除如此大量的DNA而没有影响生物体的健康状态，这说明细菌随着时间的迁移，具有倾向于与其他生物体交换获得大量遗传物质。比如说当病毒感染细菌的时候，病毒就会将非内源的遗传物质传递给细菌，其实这种水平转移现象时常发生。

为了证明这一观点，研究人员比较了Blattner实验室先前测序的两种不同类型E. coli基因组：实验室菌株，以及出现在食物和病患中的的E. coli O157:H7菌株。结果发现E. coli基因组中确实存在着大量的“借来”的遗传物质。

这样看来，E.coli自1924年被科学家选为模式生物以来，经过这么多年的发展，已经经历了遗传交换，研究人员认为E. coli基因组有多达1000非必需基因，而这些基因需要能量，阻碍的实验工作。体积更小的基因组不需要在实验室中进行额外的照料和培养，这正是用于大规模生产生物产品的模式生物的一重要特点。

因此研究人员对E. coli基因组进行了类似外科手术的精度水平上改造。得到了更高用于研究和工业的可塑性的E.coli，这有利于许多有用的蛋白和医药蛋白是在这种系统中表达。同时这种新方法也使得对基因组进行大规模合理的改变成为可能。

从最本质着手，有时真的能够化腐朽为神奇。（生物通：张迪）