以海带为食的微藻具有巨大的潜力

研究人员一直在研究以海带为食而非自行制造糖分的藻类。这些发现开辟了利用海带制造各种有用物质的新途径。

　　

硅藻是海洋中最常见的藻类之一，至少有10万个种类。

这些微小的硅藻大多进行光合作用。这意味着它们利用阳光、二氧化碳和水来产生生长、生存和繁殖所需的糖和能量。

然而，有些硅藻有所不同，比如名字不太朗朗上口的Nitzschia sing1。

“这些藻类已经停止光合作用，开始以海带为食，”挪威科技大学生物技术与食品科学系教授 Finn L. Aachmann 解释道。

他是研究这些异常硅藻的研究小组的成员。该研究的资深作者是新加坡淡马锡生命科学实验室的格雷戈里·杰德 (Gregory Jedd)。他们的研究成果已发表在《公共科学图书馆·生物学》(PLOS Biology) 上。

分解海带
“与其他硅藻不同，这种硅藻和其他相关物种会分解海带并从中获取碳水化合物。过去，我们不知道它们为什么这样做，但现在我们知道了，”阿赫曼说。

研究人员研究了菱形藻 sing1的基因。

“我们发现该物种拥有的基因使它们能够制造分解藻酸盐的酶，藻酸盐是褐藻细胞壁中的一种糖，”他说，并称硅藻为“大自然自己的生物精炼厂”。

酶是一种小分子机器，能够加速化学过程，而自身不会被消耗。然而，问题是，为什么这个物种及其近亲拥有这些有用的基因？

从细菌中窃取有用的基因
“这些基因最初肯定来自一种海洋细菌。在某个时间点，菱形藻sing1和其他物种的前身肯定从这种细菌中获取了基因，并将其整合到自己的遗传物质中，”Aachmann解释道。

这些基因随后被多次复制。其中一些拷贝发生了突变，并产生了新的特性。最终，菱形藻sing1及其从原始物种演化而来的近亲发现，它们不再需要自身的光合作用。相反，这些物种能够从海带中获取所需的基本单元。

阿赫曼说：“这使得这群硅藻能够栖息在一个全新的生态位上，它们生活在潮汐区的海带上。”

那么，我们为什么应该对此感兴趣呢？

海带的利用新方法？
这项研究意味着研究人员现在对这些藻类如何获取其所需的构建模块有了更多的了解。

但它也让我们对一个物种如何进化成多个物种有了新的认识。此外，它还为利用藻类进行海带的自然转化开辟了机会。

海藻酸盐用于人类使用的600多种产品中，从冰淇淋和食品凝胶到焊条和绷带。因此，从硅藻中获得的知识可以对生物燃料的开发、饲料蛋白质、回收利用、碳循环研究和定向进化等众多领域产生影响。

对于打破常规的小型硅藻的研究来说，这还不错。

该研究由淡马锡、挪威研究委员会和德国研究协会资助。