使用微生物财团可以提高生物技术的成功率

在世界各地，研究人员正在研究微生物，看看这些微生物是否可用于解决许多问题，从清理有毒废物到提供可再生能源。不幸的是，开发生物技术的尝试往往不足，因为他们专注于一组有限的单一，高度工程化的生物。这些生物体在应用中的效果通常不如在实验室中那样有效或稳定。

现在，由太平洋西北国家实验室微生物学家Stephen Lindemann博士和Alexander Beliaev博士组织的一个国际公认的科学家小组已经审查了科学的现状，以确定多种微生物群落或微生物群落的生物技术使用如何超越单一生物的局限性。

他们认为设计和控制微生物群落的时机已经成熟，并且实现微生物生态系统工程的能力需要对驱动微生物群落功能的机制有一定程度的理解，这种机制只能结合系统生物学，计算机建模，和合成生物学。这些新观点源于第15届首尔微生物生态学国际研讨会的一个小组，并出现在国际微生物生态学会(ISME)官方出版物ISME期刊上。

农业早就知道，单一栽培或仅种植一种作物，可能易受环境变化的影响。例如，相对较小或时间差的降雨变化可能会导致某些作物的生产出现重大损失。相比之下，无论某一年的天气如何，种植对干旱具有不同耐受性的几种作物可能更稳定地提供食物。同样的原则适用于微生物，微生物是全球地球化学循环的驱动因素，也是可再生燃料和化学品的催化剂。微生物群落可以证明比工程“超级微生物”更可靠，并且比单个微生物更能抵抗不可预测的环境。这种可靠性是将它们用于工业目的的关键。

“这个领域提供的承诺很棒，”Beliaev说。“变革性生物技术将有助于克服未来的能源，健康和环境问题，学习设计和控制生态现象的过程已经并且无疑将继续产生对生活基本面的新见解。”

来自PNNL，蒙大拿州立大学，弗雷德哈钦森癌症研究中心和瑞士联邦理工学院的七位科学家带来了来自不同科学方法，研究计划和国家的观点，以分析科学的现状。他们使用参加ISME研讨会的专家提出的问题来概述关键问题。

凭借多年的经验和积累的知识，该小组确定成功的生物系统设计取决于对微生物生理学的理解和描述生物如何相互作用的计算模型的准确性。可以预测种间动态并分析社区能源和物质流的迭代设计 - 构建 - 测试方法将有助于科学家更好地了解这些联盟如何用于生物技术。

PNNL的微生物研究计划继续扩大生物系统设计的基础。理想情况下，该领域的进步将使科学家能够控制自然和设计的微生物生态系统的安全性，生产力和稳定性。

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