環境バイオテクノロジーとメタゲノミクス

マイケル・ジョン・アグロ著これは講義番号 11 であり、バイオテクノロジーに関するシリーズの最後から 2 番目です。 皆様を温かく歓迎いたします。 テクノロジーの世界では、テクノロジーが未だに想像を絶するものであり、大多数の国民にとってはばかばかしいものにさえ聞こえるかもしれないことを私は残念に思っています。 だからこそ、私は国民に科学技術についての考え方を無料で説明しようと努めており、毎週金曜日に科学技術に関する何かを読んでいただけるという事実で私の目的は達成されたと満足しています。 ここで、この点をはっきりさせておきたいのは、もしあなたが現在学生であるなら、たくさんの本を読む必要があり、携帯電話やコンピューターゲームにそれほど多くの時間を費やすべきではありません。 本を読まなければ、なりたいと夢見る人にはなれません。 学生の方は、常に本を持ち歩いて読んでください。 環境バイオテクノロジーの研究に含まれる画期的なイノベーションは、今後も非常に重要なものになります。 それは自然環境に存在する遺伝物質の全体を明らかにするものであり、活用すべき興味深い分野です。 これにより、生化学反応の新しい経路や細胞代謝の新しい酵素の発見に向けて、アイデアや情報が大きく開かれます。 このような領域では、自然環境から微生物群集全体を眺めます。 この領域は、細胞の主要な染色体への付加物として形成されるプラスミドで構成されます。 他の分野には、ウイルス、ウイロイド、遊離 DNA、および生物の混合物からの DNA が含まれます。 これらはすべて、メタゲノミクスと呼ばれる分野で研究されており、科学者だけでなく研究者にも、現在科学界に知られていない超越的な科学的発見と付随する新しい生化学反応を伴うこれらの新しいイノベーションを思いつく機会を提供します。

メタゲノミクスと遺伝子工学メタゲノミクスで収集された情報により、遺伝子工学者は細菌ベクター細胞上で新しい遺伝物質を操作し、培養することができます。 クローン遺伝子などの複製を取得するクローニングに使用できます。 自然環境に存在する未知の情報を理解するために、人々の知識にさらされました。 この研究は、微生物群集とその固有の微生物生態系の複雑さを知るのに役立ち、遊離 DNA についての洞察が得られます。 したがって、それは、それぞれの代謝産物を形成する未知の生体触媒によって促進される自然界の未発見の代謝を明らかにします。 これは、あらゆる生体分子の存在の発見にもつながります。 この特定の自然環境からゲノム全体をマッピングして、環境の形態の研究に直接取り組むことができます。 また、この研究は、他の分野と同様に現場での実装を示唆することが見つかった場所とは別に、他の分野に適用されるこの研究からの派生としても適用されます。 メタゲノミクスは、環境バイオテクノロジーの研究が自然環境のゲノムの観点から包括的な分野であることを指摘しています。 これまで知られていなかった新しい遺伝子や、その生体触媒を備えたさまざまな生命の形態が発見される可能性があります。

未知の微生物このようなことは、その環境における微生物集団の多様な生理機能が未知の微生物の遺伝学を明らかにすることができるという事実によって知られています。 これは、酵素とそれから形成される新しいタンパク質を知ることで、環境がどのように使用されるかに大きな影響を与えるでしょう。 同時に、非常に特異的な酵素活性とそれに関連する抗生物質生成などの生成物に関するそれぞれの生化学的経路の同定につながります。 未発見の微生物の同定は、安定同位体探査を使用して環境汚染物質を浄化するために使用できる可能性がある圧倒的な発見です。 ここでは、土壌、水、または植物の一部のサンプルを使用して、フェノール、アンモニア、塩化物または炭酸塩、メタノール、さらにはブタノールまたは硫酸塩などの汚染物質にさらします。 これらの前駆体は、酸素-18 (18O)、窒素-15 (15N)、炭素-13 (13C) などの検出可能な同位体で標識できます。 これらの物質を摂取して代謝する微生物が存在すると、それらはゲノムに組み込まれます。 次に、化学物質を消費する微生物が存在する場合は、前駆体物質が代謝されると DNA が重くなり分離できるという理解に基づいて、遠心分離の方法によって分離されます。 これらは、塩化セシウム遠心分離抽出法による勾配傾斜に従います。 クローン化された DNA これらの DNA は、非常に特殊な環境汚染物質に対する環境内の化学浄化作業の救済策となる発見として、ベクターにクローン化することができます。 したがって、これらはメタゲノム ライブラリーの一部を形成します。 ここでは、バイオテクノロジーのこの分野における革新として、バイオ再生活動に適用される新しい微生物を特定することができます。 微生物は、地球の問題である汚染を撲滅するための闘争に非常に役立つように急上昇しています。 有害な環境汚染物質を環境に優しい物質に変換します。 一例として、先進国でも後進国でも同様に、ガソリンスタンドの特定の場所では、その下の土壌への漏れが発生しています。 これらの漏出は土壌を汚染する可能性があるだけでなく、さらなる浸透や浸透によってその下の地下水を汚染する可能性があります。 たとえば、米国では、飲料水の主な供給源は、地下から得られる地下水です。 驚くべきことに、これらのガソリンスタンドの下の土壌に生息する微生物は、適切な機構を発達させることができ、特に、それらの汚染物質を摂取して代謝するために消化酵素に改変を加えていることがわかった。 これらの汚染物質はステーションからのガソリンに由来しており、非常に多くの異なる種類の化学物質で構成されています。 これらの化学物質は、人々の健康を脅かすものにならないように、消化して根絶するためにさまざまな微生物集団を必要とします。 バクテリアなどの一部の微生物は、水中の溶存酸素 (DO) を消費して、水から DO をなくす能力を持っています。 ここで注意しなければならないのは、水生生物は水中にいると呼吸のためにDOを抽出するため、水生生物が繁栄するには溶存酸素が必要であるということです。