嗜熱厭氧菌碳源代謝的代謝與調控網絡
戊糖己糖共利用是影響纖維素乙醇等第二代生物燃料成本的關鍵因素之一。10月13日，PLoS Genetics在線發表了中國科學院青島生物能源與過程研究所功能基因組團隊通過戊糖己糖共利用高溫發酵乙醇的最新研究成果——通過嗜熱厭氧菌功能基因組學揭示了戊糖、己糖共利用機制，并提出了高溫乙醇發酵的新策略。
木質纖維素中除葡萄糖等己糖（六碳糖）外，還有大量的木糖等戊糖（五碳糖），目前大多數工業微生物只能或偏好于利用葡萄糖等己糖。青島生物能源與過程所徐健團隊與美國俄克拉荷馬大學周集中團隊合作，基于功能基因組與系統生物學手段重構了第一個嗜熱厭氧菌碳源代謝的代謝與調控網絡（如圖）。該全基因組網絡揭示了葡萄糖、木糖、果糖和纖維二糖的分解代謝基因分別位于不同的功能單元內，并且己糖和戊糖的轉運系統都同受bglG調控，從而解釋了Thermoanaerobacter等嗜熱厭氧菌共利用己糖和戊糖的機制。
研究還發現了葡萄糖與木糖功能單元之間相互配合與促進的特性：前者通過促進后者的轉運和分解代謝來加速后者的利用，而后者通過維持輔酶和離子的代謝來延遲細胞裂解。基于該特性，博士生林璐、副研究員宋厚輝等發現并證實，通過調控戊糖和己糖的加入比例和時間能顯著提高乙醇產量，從而提出了一種高溫乙醇發酵的新策略。
Thermoanaerobacter和Clostridia 等嗜熱厭氧細菌因其高溫厭氧、廣譜性碳源及戊糖己糖共利用等特色，在纖維素生物燃料煉制中具重要應用前景。該研究是一個通過系統生物學思路與手段來直接指導與改進發酵工程的生動例證，為改造此類細菌的代謝與調控網絡奠定了基礎，并為釀酒酵母、大腸桿菌、熱纖梭菌等通常不能共利用戊糖己糖的工業微生物的發酵與基因工程提供了新的策略和目標，也為設計與構建能夠在高于55攝氏度高溫等極端環境下運作的基因回路與功能模塊提供了豐富的藍圖與思路。
該研究得到了中科院、科技部、國家自然科學基金委的支持。
中國科學技術大學俞書宏院士團隊研制出了一種高性能纖維素基納米紙材料，其在極端條件下仍可保持優異的機械和電絕緣性能。相關成果日前發表于《先進材料》。復合納米紙的的制備與結構示意圖中國科大供圖隨著人類對南......
近日，大連化物所生物技術研究部生物分離與界面分子機制研究組（1824組）卿光焱研究員團隊設計并制備了一種用于汗液中鈣離子傳感的可持續、不溶性和手性光子纖維素納米晶體貼片。該研究為纖維素納米晶（CNC）......
近日，廣東省科學院生物與醫學工程研究所副研究員蔣麗群等科研人員在生物質定向熱解制備左旋葡聚糖研究方面取得進展。相關研究分別發表于BioresourceTechnology和Fuel。左旋葡聚糖是不對稱......
科技日報訊（實習記者張佳欣）包括德國哥廷根大學研究人員在內的一個國際小組在研究康普茶在類似火星環境中存活的可能性時驚訝地發現，盡管模擬的火星大氣破壞了康普茶培養物的微生物生態，但一種駒形桿菌屬的能產生......
4月11日，記者從中國科學院青島生物能源與過程研究所獲悉，該所崔球研究員帶領的代謝物組學研究組與浙江理工大學唐艷軍教授合作，創新性地建立了低能耗、綠色高效的熔鹽水合物非溶解預處理纖維素技術。該技術可在......
生活中有很多閃閃發光的包裝，化妝瓶、水果盤等等，但它們很多是由有毒和不可持續的材料制成的，會造成塑料污染。最近，英國劍橋大學的研究人員找到了一種方法，可以從纖維素（植物、水果和蔬菜的細胞壁的主要組成部......
生活中有很多閃閃發光的包裝，化妝瓶、水果盤等等，但它們很多是由有毒和不可持續的材料制成的，會造成塑料污染。最近，英國劍橋大學的研究人員找到了一種方法，可以從纖維素（植物、水果和蔬菜的細胞壁的主要組成部......
近日，作物有害生物功能基因組研究創新團隊在國際知名期刊《新植物學家（NewPhytologist）》在線發表研究論文“Nuclearexportin1facilitatesturnipmosaicvi......
纖維素酶是繼淀粉酶和蛋白酶之后的全球第三大工業用酶制劑，廣泛應用于生物能源、食品、造紙、紡織洗滌、醫藥、動物飼料以及農業廢棄物處理等領域。但是高昂的發酵生產成本成為制約纖維素酶行業快速發展的主要瓶頸。......
水孕育了生命，生物只在水環境中才能茁壯成長。水可以控制酶的活性、充當親核試劑、在生物反應中傳輸電荷和質子……受限水（confinedwater）是一種無法自由流動的水（如細胞中的水分子），不同于普通水......