研究人员在开发基因编辑工具方面取得了重大突破，以提高我们对地球上最重要的海洋微生物之一的了解。
这个由英国东安格利亚大学(UEA)科学家共同领导的国际项目，为开发新的抗菌、抗病毒、抗寄生虫和抗真菌化合物等天然产物打开了最大未开发遗传资源的潜力。
海洋微生物调节碳和氮、磷等基本营养物质的全球循环。尽管政府和工业界的资助意义重大，但它们仍主要用于非海洋生物的研究和开发。
这部分是由于缺乏对海洋微生物重要性的认识，对它们的生物学了解有限，以及在获取和可持续利用它们方面存在困难。
解决这一问题需要基因操作工具，而许多在生态和生物技术上具有重要意义的海洋微生物群体，如原生生物，并不容易获得这些工具。原生生物与植物和动物具有类似的亚细胞结构。
与植物和动物不同，它们是单细胞的，具有显著的多样性。有些代表了陆地上复杂生命形式的起源，另一些如被称为浮游植物的光合原生生物，它们对全球年度固碳的贡献几乎与陆地植物一样多。
这项新研究发表在《自然方法》杂志上，旨在提高对海洋原生生物基础生物学和进化的理解，并为进化研究、纳米技术、生物技术、医学和药理学带来潜在的有价值的结果。
这个为期三年的合作项目主要由戈登和贝蒂·摩尔基金会支持，涉及53个国际实验室，包括100多名研究人员。它导致了新的遗传模型系统的发展，总结为一个综合的“转型路线图”。它概述了DNA传递方法、基因表达构建和基因组编辑方法，并可作为更广泛的研究社区的资源。
该研究的英国首席作者、东英大学院环境科学学院的海洋微生物学教授托马斯·莫克说，这项研究建立在数十年的研究基础上，这些研究为海洋生态系统的日益连贯的图景做出了贡献。
莫克教授说:“就维持可居住性而言，海洋拥有地球上最重要的微生物多样性。”“因此，了解这些生物及其基因功能非常重要，因为它们对地球的健康起着至关重要的作用。它们也代表了生命在过去15亿年里是如何进化的。它们太老了，不可能完全了解它们的细胞生物学和功能生物多样性。
“我们报道的关于基因操作的突破将允许研究团体从一系列重要的原生生物中解剖细胞机制，这将为他们的繁殖、新陈代谢和信号传递提供共同的见解。”
这些见解将增进我们对它们在海洋中的作用的了解，它们对于生物技术应用，如建造生物燃料工厂或生产生物活性化合物等，具有不可估量的价值。”
这项研究试图将外来DNA引入39种原生生物的宿主基因组，以了解它们的基因功能以及它们如何适应变化。其中，超过50%的基因被成功地操纵了，这将使研究人员能够对他们基因组中携带的数千个新基因进行功能性研究。