“在超过45万个陆生植物物种中，
，，只有几千个物种被研究过，，，而被测序过的物种则更少。。。。”植物生物工程师Sebastian Cocioba解释道
：“由于属于完全不同的科和门，，，实际上大量植物和拟南芥的关系并不密切。。。。”

现在，，合成生物学公司及研究人员已经把目光放到模式生物以外，
，
，开始在生命之树上以前未被充分研究的物种中寻找新分子和新机制。。

对非模式生物的改造

在过去十年间，，测序成本的下降极大地促进了对非模式生物的研究，，，因为这使得对其整个基因组和转录组的测序分析变得可行。
。
。。从事非模式哺乳动物系统研究的生物技术公司Fauna Bio的首席运营官Katharine Grabek表示：“现在，，，我们可以从碱基对的尺度进行研究。。。”

然而
，，
，，植物测序仍是一项充满挑战的工作，，尤其是对于那些资金短缺的实验室或处于起步阶段的初创公司而言。。。
。许多植物基因组富含重复序列和转座子，，，，而且有很多植物是多倍体。。。。因此，，
，“大多数植物的基因组大小是人类基因组的数倍。
。。。组装这些基因组需要更多的计算能力，，”Cocioba说道。。。

不过，
，，如果这种植物是作为特化模型而培育的，，，，那么能够对其进行培养并研究其基因表达就足够了。。与一般模型相比，，，特化模型指为研究特定性状（如耐旱性）而培育的生物体。。。总的来说
，，，在研究植物新物种时
，，
，难以转化和进行组织再生是两个最主要的挑战。。
。。

为了克服这一障碍，，，研究人员根据对植物再生过程中转录因子作用的了解，，，开发了一系列新工具
。。Cocioba解释道：“有一些技术，，，比如Baby Boom，，，它是两种不同转录因子形成的嵌合体，，，能够克服一些植物难以进行基因转化的问题。。。”

“同样地
，
，，在转化非模式细菌时，，一个主要的限制因素是，
，
，它们能识别转入它们体内的任何外来DNA，，并清除它们，，，，”Eckert补充道：“细菌通过甲基化模式来区分自身和外来DNA，，我们能做的就是找到产生这些甲基化模式的酶，，
，并在我们用于克隆DNA的大肠杆菌中表达这些酶
。。。这样就能使目标细菌接受外来DNA，，从而更容易对它们进行基因工程改造。。
。”

精确高效的基因编辑工具（如CRISPR）也为各种非模式生物的研究提供了可能。。。对于培育植物来说，
，如果有抑制因子参与了植物抵抗转化的机制
，，，，用CRISPR就能将其编辑掉。。。

在非模式生物中，，，CRISPR干扰技术还能用于揭示新基因的功能。
。。此外，，全基因组CRISPR筛选技术还能用于揭示哪些基因对植物的适应性、、代谢产物生成所涉及的途径以及它们之间的联系非常重要。。。

在面临大量选择时，，，高通量功能基因组学和比较基因组学还可以为选择哪种非模式生物提供信息
。。。生物技术公司Arcadia通过在不同生物尺度上追踪生命树的模式来实现这一目标。。

Arcadia公司的首席执行官Seemay Chou表示：“由于并非所有基因都与整个生物体有着相同的进化历史，，，，因此你可以从中发现一些有趣的模式”，，“研究后可能会发现很多新奇的例子
，，，比如基因家族的突然扩大或出现
，
，，根据所需要的能力，，，该公司的平台能够预测哪些生物可能是理想的生物。。”

非模式生物的应用

对非模式生物的研究也有助于造福人类健康，
，，，Arcadia在蜱虫方面的工作已经确定了一组真正有效的止痒分子。。蜱虫在叮咬动物时并不会因为让动物瘙痒而被驱散
，
，，，关键在于其唾液中的一些分子
。
。

Fauna Bio公司对十三线地松鼠的组织进行了单细胞转录组学研究，，
，这种动物每年可以冬眠六个多月，，
，，在冬眠期间，，这些动物的身体可以承受4~8℃的低温，，并且细胞不会受到损伤
。。
。为了发现导致这一现象的关键机制
，，，Fauna Bio公司研究了冬眠时表达发生变化的基因，，并将其与人类和其他哺乳动物基因组进行比较，，，希望发现逆转人类疾病中细胞损伤的方法。
。

Grabek说道：“我们正开始研究其它具有极端生理机能的动物，，，，比如刺鼠，
，，，这种动物有着令人印象深刻的再生能力，，其多个组织都可以愈合而不留疤痕
。
。”在公司的另一个项目中，
，研究人员模拟了宇航员在太空中的经历，
，，
，让地松鼠长期接受低剂量辐射
，，以研究冬眠过程是否能起到保护作用。。。。

扩大规模

（文章来源：万物生物合成）