酵母菌是對(duì)真菌界一類真核單細(xì)胞微生物的總稱,廣泛存在于自然界中。它們是兼性厭氧菌(有氧和無氧環(huán)境都可生長),有氧時(shí)利用有氧呼吸產(chǎn)能;無氧時(shí)則通過發(fā)酵糖類產(chǎn)能,催化糖分解為酒精、二氧化碳、酸類等物質(zhì)。
酵母菌的工作與糖類這種有機(jī)化合物密不可分,但近日,科研人員將視紫紅質(zhì)基因插入釀酒酵母中,使它擁有了將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的能力。
被光照射時(shí),視紫紅質(zhì)蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,將細(xì)胞質(zhì)中的氫離子搬運(yùn)到液泡中,這個(gè)過程會(huì)減少三磷酸腺苷(gān,一種化合物,水解時(shí)會(huì)釋放大量能量,是生物體內(nèi)最直接的能量來源)的消耗。同時(shí),細(xì)胞質(zhì)中氫離子減少,酸性降低,使得細(xì)胞質(zhì)中的部分纖維被溶解,而這可以幫助細(xì)胞減輕饑餓,維持代謝,生長速度得以加快。
許多生物都會(huì)吸收光能進(jìn)行代謝,基于葉綠素進(jìn)行的光合作用是最常見、最為人熟知的方式。不過,自然界中還存在著一種系統(tǒng),依賴的是一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單且廣泛存在的物質(zhì)——視紫紅質(zhì)。
視紫紅質(zhì)蛋白對(duì)光敏感,自然界已發(fā)現(xiàn)的視紫紅質(zhì)根據(jù)其蛋白序列可分為兩種,一種存在于大多數(shù)脊椎動(dòng)物的視網(wǎng)膜上,可以感知光信號(hào);另一種則存在于細(xì)菌等微生物中。
目前,已發(fā)現(xiàn)的酵母菌有數(shù)千種,但都需要靠分解外界提供的有機(jī)物來獲取能量?,F(xiàn)在,科研人員將玉米黑粉菌(一種會(huì)生長在玉米上的真菌)中的視紫紅質(zhì)基因引入釀酒酵母中,使其擁有了吸收光能的能力。
小小的酵母菌,在陽光下長得更強(qiáng)、更壯,這一研究成果有助于人們探索更多生命奧秘。
經(jīng)實(shí)驗(yàn),在無氧條件下對(duì)酵母菌進(jìn)行光照,具有視紫紅質(zhì)基因的酵母菌不僅生長速度加快,增長數(shù)量也更多,顯然在競爭中更具優(yōu)勢。
(責(zé)任編輯 / 牛一名 美術(shù)編輯 / 韋英章)