什么是细菌人工染色体(Bacterial Artificial Chromosome)？

细菌人工染色体（BAC）是一种被称为载体的工具，微生物学家用它将基因插入细菌中，通常是大肠杆菌。插入基因会改变细菌的性质，这一过程称为转化。科学家可以用BAC改变细菌菌株，然后将经过改变的细菌与未经改变的菌株进行比较，以发现插入的基因在细胞生物学中所扮演的角色。虽然科学家们都以类似的方式使用所有载体，但BAC值得注意的是，它携带的遗传物质要比竞争的工具多得多微生物学家将细菌人工染色体插入细菌中，以研究它们如何受到基因改变的影响，科学家们已经开发出许多不同种类的载体来改变细菌的基因组成。其中大部分是通过改变噬菌体（只感染细菌细胞的病毒）或称为质粒的结构而产生的。细菌人工染色体是许多质粒载体中的一种许多细菌除了染色体DNA外，还含有自由漂浮的DNA环。它们不被认为是一种独立的生命形式，但其行为方式却类似于生物体内的有机体：它们可以独立于它们"生活"的细菌进行繁殖染色体是位于动植物细胞核内的线状结构像细菌人工染色体这样的质粒是通过一种叫做电穿孔的过程插入细菌中的。电穿孔包括用电击扰乱细胞膜，从而产生可以插入分子的临时开口。BAC的先驱者包括修饰过的质粒，这些质粒的名字是：cosmid和fosmid。这些研究尝试常常失败，因为它们只能携带几万个DNA碱基对，足以插入非常小的基因。1992年，第一个细菌人工染色体诞生作者Hiroaki Shizuya，加州理工学院的一位研究员，通过修改一种叫做F因子的质粒，F因子质粒在环境压力期间被细菌自然地用于将DNA从一个细胞转移到另一个细胞，为了增加遗传变异性和生存的可能性。与它的前辈不同，BAC可以携带带有几十万个DNA碱基对的大基因，或者同时拥有多个基因。许多大型BAC库现在由大学、私营企业和政府组织维护。除了正在调查的基因外，许多BAC含有便于研究的工具。例如，一些BAC含有使细菌变蓝或发光的基因，以便于识别。有些细菌含有使宿主对某些抗体产生抗药性的基因。培养物可以通过用相关抗体冲洗来净化，杀死除细菌外的所有细菌携带BAC的人由于细菌繁殖迅速，细菌人工染色体也可以用来克隆大量的特定的基因序列以供研究。这使得人们能够更好地研究在实验室条件下生长缓慢或不可预测的生物体的基因组。克隆的能力使疾病治疗研究更快地进行鉴定有效的抗病毒和抗菌药物。它还允许更有效地生产用于其他生物体的基因改造的序列，用于研究和工业。