眾所周知，樹木的光合作用會產生氧氣，我們人類呼吸消耗氧氣，但絕大多數氧氣並非這些樹木產生，事實上全球50%的氧氣都是由海洋的微生物產生。

然後，我們對於這些微觀世界的瞭解實在有限。這些年來，我們不斷研究細胞與基因，進行了一系列糖尿病、高血壓、肺纖維化等臨床試驗，並卓有成效，我們對微觀世界的探索好似進入了正規，但依舊有著巨大的未知空間等待我們去發現。

現在，生命科學，還能探索微小海洋生物的奧秘。

4月6日

《Science》

報道，在全球100多名研究人員的努力下，科學家們找到了一種透過細胞和基因技術解開部分生物細胞基因組的方法。

甚至有可能幫助人類研究出新的抗生素。

海洋浮游微生物是一種無形的生命，我們肉眼很難捕捉到單個的微生物，它們通常都是成群結隊的出現，一出現就會把一大片海域染成藍色、綠色甚至紅色。

其中一些海洋浮游微生物是單細胞結構，稱為原生生物，像植物一樣，利用光將二氧化碳轉化為氧氣。原生生物不僅提供我們呼吸需要的氧氣，而且它們同時也是大型海洋浮游微生物的食物，而大型浮游微生物又成為無脊椎動物和魚類的食物。

康斯坦茨大學（UniversityofKonstanz）的藻類生物學家彼得·克羅斯（PeterKroth）表示說：“有大量未經探索的原生生物對這些生態系統產生了巨大影響，我們的瞭解十分有限。”

2015年，戈登和貝蒂·摩爾基金會（一個支援微生物和環境基礎研究的慈善組織）向研究人員提供了800萬美元研究經費。在對動物、植物、酵母和細菌的一系列研究中，當科學家修改生物體的細胞基因時，他們發現了這些細胞基因是如何發揮作用的重要線索。

最終，研究人員彙集了他們的專業知識和洞察力，挑選了39個物種進行研究。這些被研究的物件大都是在經濟上的可能會對漁業和娛樂造成災難性後果的微生物，如赤潮。

研究人員透過收集微生物主要沿海環境中的水，然後再嘗試如何培育每一種物種，最後對不同的營養成分和溫度進行了測試，以確定哪種方法最有效。

為了探索這些基因，科學家們不得不嘗試將外源DNA匯入其中，這是一個非常大膽的嘗試。他們發現，有時射出包裹DNA的微小的金或鎢顆粒最有效地使DNA透過細胞膜。研究人員用電敲擊細胞膜，使細胞膜漏出，用這樣的方法將DNA擠進細胞。讓這一部分DNA成為細胞基因組的一部分，或者至少被翻譯成一種蛋白質。

細胞基因進入後並開始製造蛋白質。有時細胞的防禦措施會將其消滅，有時通常用於基因工程的酶在低溫下不起作用，研究人員又必須找到新的酶來完成這項工作，研究人員遇到了一個又一個困難。

這對生命科學來說又是一個新的巨大挑戰。

海洋微生物（左），基因顯示為綠色點（右）

能夠給13個物種新增基因透過修改他們的細胞基因表達，並監控微生物的行為、功能或生化變化，進一步瞭解這些基因的作用。

目前，抗生素耐藥性正在對全球健康構成威脅。因此，研究這些海洋微生物可以幫助科學家瞭解抗生素的機制，從而研製出新的抗生素藥物。

在解決臨床抗生素耐藥性問題的同時，也不斷加強科學家對細胞工程、基因工程等技術的研究和發展。

細胞技術與基因技術相互結合構成了生命科學中重要的一環

，新的目的基因的發現、目的基因轉染後的穩定表達和調控等領域的深入研究將使得與幹細胞相關的基因治療更加有效、廣泛地應用於幹細胞臨床研究。

以此為基礎的幹細胞基因治療，在重症免疫缺陷、遺傳性疾病、惡性腫瘤、造血幹細胞保護、AIDS等領域具有廣闊的應用前景。