把叶绿体移植到高等动物细胞的难度有多大?

让叶绿体对核基因的依赖降低,然后移植到高等动物的细胞里?
@双料黑客 先是测序部分,把核基因中与叶绿体蛋白质有关的找出来;然后把基因切下来放在质粒上注入叶绿体中。思路应该很明确,第二步也是你们经常做的,第一步可以用“鸟枪法”,那难度到底在哪里呢?

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4个答案
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支持者: donizyo

可以,但是估计难度不小
工作量以及叶绿体能否承受那么多的基因,估计要参考细菌人工染色体的方法了。

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本禾生态与进化生物学博士生

2014-06-27 04:59
支持者: donizyo

自然界中存在有可以独立利用叶绿体的“高等”动物。比如下面这只学名为Elysia chlorotica的海蛤蝓。在它吃下名叫Vaucheria litorea的藻类后能把叶绿体储存在自己身体内部。这些叶绿体可以独立于藻类细胞核而在海蛤蝓的身体里工作,行光合作用,维持近一年。

这是怎么做到的?有两种可能
1)Vaucheria litorea的叶绿体有独立工作的能力
2)海蛤蝓的核基因里带有叶绿体工作必须的基因

研究人员发现后者是真实存在的。海蛤蝓带有的这些叶绿体相关基因(比如 psbO基因),并且这些基因是来自藻类基因组的基因横向转移(lateral gene transfer).

但是需要注意的是,
1)海蛤蝓所携带的叶绿体并不是在海蛤蝓的细胞内部工作。而是在消化道中。
2)叶绿体之所以能在海蛤蝓身体内部工作,并不是因为叶绿体有独特的基因,而是因为海蛤蝓基因组拥有叶绿体工作所需要的基因,也就是藻类的基因。

回到你的问题,

首先,
“把基因切下来放在质粒上注入叶绿体中”
据我所知,目前还没有给叶绿体这样的“细胞器”转基因的技术。叶绿体很小,而且在细胞内部,非独立生活,难度很大。

即使假定可以将所有基因转入叶绿体,
有一点还需要考虑:基因在生物体内并不仅仅是"有“与”没有“的关系。每个基因都拥有特定的表达时间,表达部位,表达量。人类目前还没有如此高超的技术可以比较完美地控制一系列基因的具体表达形式。如果表达形式不对,很可能将造成混乱。


我觉得相对可行的方法是“模仿”海蛤蝓“驯服”叶绿体的方式,仔细研究海蛤蝓所获得基因,以及基因表达的控制模组。然后将海蛤蝓所获得的那些藻类基因转入细胞系中。

这是我的一些想法,欢迎讨论。



Rumpho, Mary E., et al. "Horizontal gene transfer of the algal nuclear gene psbO to the photosynthetic sea slug Elysia chlorotica." Proceedings of the National Academy of Sciences 105.46 (2008): 17867-17871.

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你确定细胞不会用溶酶体把这个异物水解?

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支持者: we_cry

人的投影面积最大也就零点几平方米,光合作用产生的那点儿能量还不如啃一块面包来得快,比起晒太阳获得的那点儿能量,紫外线会造成各种麻烦,得不偿失。

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