微生物自我保护自我发展的基本原则

2010-08-10 07:59 · biozhang

张星元:微生物自我保护自我发展的基本原则 微生物细胞是复杂系统。微生物学描述了它的“看得见”的实体系统,也就是物质的、代谢能支撑着的、具有物理边界的实体结构(微生物细胞或细胞器);微生物细胞经济学揭示了它的“看不见”的概念系统,也就是微生

张星元:微生物自我保护自我发展的基本原则
        
          微生物细胞是复杂系统。微生物学描述了它的“看得见”的实体系统,也就是物质的、代谢能支撑着的、具有物理边界的实体结构(微生物细胞或细胞器);微生物细胞经济学揭示了它的“看不见”的概念系统,也就是微生物生命活动过程的经济构架,它受到信息的强烈和持久的束缚。
        微生物的实物结构(微生物细胞的生产力)和微生物的经济结构(微生物细胞的生产关系)从状态和过程两个互补的侧面描绘了微生物生命系统,让我们领略了微生物细胞在生物工程领域的真实面貌和奕奕神采。
        工业发酵依靠微生物(菌种)细胞群体的代谢来获得产品。接受导向的细胞经济状态固然有利于特定的代谢产物的生产,但从富于竞争能力的原始型细胞经济状态向接受导向的导向型细胞经济状态的转化,不但受到微生物细胞所处的环境条件的影响,受到细胞自身能量代谢和还原力平衡的严格制约,即取决于菌种的遗传信息与其所处环境信息的互动,最终取决于细胞的遗传物质(如果细胞遗传物质没有变化的话)。
        尽管通过改变培养条件,调整相关的代谢子系统及它们之间的关系,也可能在生理弹性范围内引导野生型微生物细胞过量合成特定中间代谢产物(目的产物);但若要大幅度提高对特定中间代谢产物(目的产物)的生产能力,必须对野生型的微生物进行遗传改造。
为此,必须深入研究微生物细胞经济体系及其运行规律。尽管,微生物细胞天然的生产关系(支持细胞增殖的生产关系)仍在一定程度上束缚着(同时支持和维持)发酵工业生产线上的细胞机器的生产力(指生产特定的初级代谢产物的生产力),我们期望经过在微生物生理学与遗传学方面的不懈的努力,把微生物细胞在典型的工业发酵中的生产关系与生产力之间的关系,从基本不适合(工业发酵的生产力受到束缚)优化为基本适合(工业发酵的生产力得到解放)。从而把野生型微生物细胞改造成有工业发酵生产个性的微生物细胞——细胞机器。
        通过调整细胞的生产关系,使细胞经济按新的生产格局运行:从生产细胞的原始型的细胞经济格局转向生产目的产物(特定的初级代谢产物)的导向型的细胞经济格局。然而,尽管生产格局变了,微生物细胞“整体协调、维持生计”的经济管理原则没有变。而且,在相当长的历史时期内人类没有能力动摇这个细胞经济管理原则。这个原则是地球上亿万年物竞天择的综合性成果,是微生物自我保护自我发展的基本原则。这个基本原则集中体现了生命世界的“以生(命)为本”的核心价值。
        面对五花八门错综复杂的大千世界,生物体就是始终坚持这个基本原则,在与生存环境互动中丰富自身的信息;纵然好似山穷水尽疑无路,转瞬还是柳暗花明又一村,世世代代,绵绵不息,前程远大,难以预测。

 

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