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酵母在進行發酵時通常需要在 黑暗的環境 下進行，暴露在光線下可能會幹擾甚至破壞這一過程。佐治亞理工學院生物科學學院在【Current Biology】上發表近期研究成果，詳細介紹了一種在 光照條件 下生長更迅速的 酵母菌株 。
這一科學探索的成功在於將一種 寄生真菌 的 視紫紅質基因 引入普通的麪包酵母中。透過客製 液泡視紫紅質基因 ，使得酵母能夠高效地將光轉化為能量。結果得到在光照下生長速度比在黑暗中快 2% 的酵母，這是一種顯著的前進演化優勢。研究表明，綠色視紫紅質會在酵母菌藍色細胞壁內發揮關鍵作用，可幫助酵母在光照下實作更快的生長速度。只需移動酵母中的一個基因，使得酵母在光線下的生長速度比在黑暗中快2%。這一簡單基因調整會引發復雜生物變化的力量，對前進演化、生物燃料生產甚至細胞老化的理解帶來深遠的影響。
這項突破性發現的起源可追溯到研究團隊早期對多細胞生命起源的深入探索。在團隊先前發表在【Nature】雜誌上的研究中，詳細研究了「 雪花酵母 」作為模式生物如何在經歷數千代的演變後形成多細胞結構。然而，隨之而來的一個難題是： 氧氣 在組織深處難以擴散，導致組織無法獲得足夠的能量。
解決這一問題的方法是——利用光。利用光能進行能量轉化的前進演化謎題，通常涉及一系列復雜的 基因和蛋白質 。這種 復雜性 使得在其他生物體中復制這一過程在自然界和實驗室中都備受阻礙。然而，佐治亞理工團隊在視紫紅質中找到了答案。該團隊的研究方法依賴於水平基因轉移，即不同物種之間 交換遺傳物質 的過程，此過程會導致物種迅速前進演化飛躍，這一前進演化過程在視紫紅質中尤為普遍。視紫紅質無需經過漫長的前進演化和最佳化過程，便能在缺乏額外細胞機制的情況下將光轉化為能量，為生物提供新的生物功能，使其在前進演化中占據優勢。
這一發現的潛在套用是多方面的。鑒於 液泡功能 與 細胞衰老 相關，從探索 視紫紅質的酵母減緩細胞老化 的方法到推動 生物燃料 的生產，這項研究開辟了許多前景廣闊的研究領域。拉特克利夫的團隊目光還投向更廣泛的前進演化之旅。即在酵母中新發現的光合能力如何影響它從單細胞生物向多細胞生物的轉變。
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