用合成生物学重新连接全生物系统

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 合成生物学 合成生物学
• 系统生物学 系统生物学

背景情况:

• 整体生物由宿主生物及其相关的多样化微生物群落 (微生物群) 组成.
• 主体微生物群相互作用对宿主生理学至关重要,包括营养吸收,免疫系统的发展和适应环境变化.
• 当前的方法在充分阐明全生物体内的复杂动力学方面面临着挑战.

研究的目的:

• 审查合成生物学工具的应用,以研究和操纵全生物互动.
• 突出工程微生物组件的进步,以更好地了解宿主-微生物群关系.
• 提出一个新的研究领域, de novo holobiont设计,在 holobiont 研究和合成生物学的融合.

主要方法:

• 利用细菌生物传感器的发展来监测微生物活动.
• 主体和微生物群之间的工程跨王国通信通道.
• 采用表面显示技术进行微生物相互作用的功能分析.
• 利用聚类定期间隔的短平行体重复 (CRISPR) 系统进行基因操纵.
• 开发工程非模型微生物群成员的方法.

主要成果:

• 合成生物学工具为剖析复杂的全生物动态提供了新的策略.
• 工程微生物组件和通信系统允许精确操纵宿主微生物群相互作用.
• 在 holobiont 背景下,在设计各种微生物物种方面取得了进展.
• 合成生物学的整合有助于创造新的全息生物.

结论:

• 合成生物学显著提高了我们理解和工程 holobiont 系统的能力.
• 拟议的 de novo holobiont 设计领域对未来的研究和生物技术应用具有前景.
• 这种跨学科的方法为探索宿主微生物共生及其功能影响开辟了新的途径.