Cell：加州大学伯克利分校首创一种可视技术解析蓝藻内部结构

美国加州大学伯克利分校能源部联合基因组研究所(DOEJGI)的研究人员新研发一种先进的可视技术，破解蓝藻的内部结构。这一研究成果将有助于了解细菌生理作用机制，以及促进纳米科技的发展。相关文章发表于2013年11月21日的《Cell》杂志上。

蓝藻细胞器独特性

原DOEJGI研究员CherylKerfeld，她现就职于密歇根大学以及加州大学伯克利分校。她表示，“蓝藻羧酶体(carboxysome)不同于真核细胞器，是从内向外组装装配的”。

虽然蓝藻通常被称为蓝绿藻(blue-greenalgae)，但这个名词并不恰当，因为藻类具有复杂的膜结合隔间结构，也就是细胞器，比如叶绿体，这种细胞器能进行光合作用，而蓝藻则同其它所有细菌一样，缺乏膜结合细胞器结构。它们大部分的细胞机器，包括DNA在内都是漂浮在细胞质膜上。不过它们也有基本的分区用于特殊功能的执行。

探索蓝藻组装过程

为了追踪蓝藻的组装过程，JeffreyCameron开发了一种“开启羧酶体生物合成的诱导系统”。首先他们构建了聚球蓝藻(Synechococcuscyanobacterium)突变株——其构建羧酶体的基因已被破坏，然后研究人员又将各个标记了荧光标记的敲除基因引入。这样就能捕获细菌的延时数字成像图片，这个技术被称为时差显微技术(time-lapsemicroscopy)。而且研究人员还利用透射电子显微镜(transmissionelectronmicroscope)获得高分辨率静态成像图片，解析羧酶体构建的中间过程。通过这些详细的图片，研究人员发现了每个敲除基因产物的特殊作用，以及细菌是如何构建起羧酶体的时间表。同时研究人员还指出，其它细菌可能也是同样的方式由内向外构建不同类型的分区。

这是科学家们首次能够观察到活细胞中细菌细胞器，Kerfeld指出，这种成像技术不仅是以前方法的一大进步，而且也有对这项工作产生了深远的影响。

“这一研究结果为了解羧酶体中酶组装提供了线索，而且也有助于解析这对于二氧化碳固定的作用。”Kerfeld说。此外，这一发现有助于研究人员更好地了解这个神秘结构的工作机制，并且将其应用到设计合成纳米级反应器。