近日由于公眾對細(xì)菌造成污染的說法關(guān)注過多，很容易讓人忽略這樣一個事實：如果沒有有益菌種的存在和作用，我們的世界將會變得乏味和缺少食物；乳酸菌就屬于這一類有益菌種。美國能源部聯(lián)合基因協(xié)會(DOE-JGI)和加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員們已經(jīng)確定了9種不同的乳酸菌（LAB）的基因序列，并把這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在10月17日的美國科學(xué)院院刊(http://www.pnas.org/cgi/content /abstract/0607117103v1)中。這些微小的乳酸菌基因信息揭示了乳酸菌是如何依靠其不同的基因功能，有效地從其生存的營養(yǎng)環(huán)境中攝取碳、氮元素的；并反映了其生物合成能力的有限范圍，使其有望得到更多的工業(yè)應(yīng)用。
乳酸菌在食品和飲料的發(fā)酵生產(chǎn)過程中起著重要的作用，每年可帶來數(shù)百億美元的市場銷售額。乳酸菌通過發(fā)酵六碳糖（己糖）來產(chǎn)生乳酸，相關(guān)產(chǎn)品種類豐富，包括酒類、臘腸、干酪、發(fā)酵面包、腌菜、酸奶、可可飲料和咖啡等。
“能源部聯(lián)合基因協(xié)會對全面研究乳酸菌的貢獻(xiàn)非常巨大，”這項研究的高級合作者、加州大學(xué)戴維斯分校葡萄栽培與釀造學(xué)的助教David Mills說，“破解這些發(fā)酵微生物的基因序列將極大地幫助我們了解它們在食品工業(yè)中的作用，實現(xiàn)最優(yōu)化的生產(chǎn)設(shè)計。舉例來說，更好地了解乳酸菌在干酪成熟中的作用就可以制定出縮短成熟時間的方案，從而節(jié)約能源。另外，乳酸菌還可以用于各種生物產(chǎn)品如右旋糖苷和抗菌劑的商業(yè)化生產(chǎn)，基因序列的信息則可以幫助發(fā)展其在生物能源和其它重要化學(xué)品生產(chǎn)方面的應(yīng)用。”
這一成果的發(fā)表是乳酸菌基因聯(lián)盟在多年的不懈努力中取得的最高成果，該聯(lián)盟于2001年成立，由至少12個學(xué)術(shù)團(tuán)體組成。能源部聯(lián)合基因協(xié)會基因科技項目主任Paul Richardson介紹說，該聯(lián)盟的研究類目涵蓋了工業(yè)應(yīng)用中的多種重要菌屬，包括乳球菌、腸球菌、酒球菌、足球菌、鏈球菌、明串珠菌和乳桿菌。“這些不同菌屬的基因序列為研究乳酸菌的糖類代謝和能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)及其演變提供了依據(jù)，這有助于確定在產(chǎn)生某種最終產(chǎn)物的過程中起關(guān)鍵作用的酶，這些產(chǎn)物包括醋酸、乳酸、乙醇和二氧化碳。”
“這項研究揭示了乳酸菌的基因和生物信息的特點，必將給食品、健康和農(nóng)業(yè)帶來沖擊，”荷蘭Wageningen食品科學(xué)中心的項目主任、微生物學(xué)教授Willem M.de Vos說，“這是個壯舉，他們公布的乳酸菌基因數(shù)據(jù)比現(xiàn)有的多幾倍，這些豐富和可靠的數(shù)據(jù)可以幫助其它研究團(tuán)體更好地了解和提高牛奶、肉類和酒類發(fā)酵的引發(fā)過程，或應(yīng)用于養(yǎng)殖工業(yè)和其它工業(yè)領(lǐng)域。”世界各地的專家對這些新的生物信息的分析將會進(jìn)一步完善這些基因數(shù)據(jù)，并提供更多關(guān)于微生物基因的學(xué)說，包括基因變異的機(jī)理和水平基因的獲得。
背景資料：
能源部聯(lián)合基因協(xié)會（DOE-JGI）是由美國能源部科學(xué)事務(wù)所資助，聯(lián)合了來自能源部的五個國家實驗室（Lawrence Berkeley、Lawrence Livermore、Los Alamos、 Oak Ridge和 Pacific Northwest）和斯坦福大學(xué)人類基因中心的專家，通過對基因組學(xué)的研究來完成能源部關(guān)于清潔能源和環(huán)境保護(hù)方面的研究項目。
