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中科院研究員綜述嗜熱菌功能基因組學(xué)
點(diǎn)擊次數(shù)：392 發(fā)布時間：2013-7-29
近日，*青島生物能源與過程研究所功能基因組團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人徐健研究員、助理研究員林璐綜述了嗜熱菌功能基因組學(xué)，相關(guān)內(nèi)容發(fā)表在3月17日的《Biotechnology Advances》。
文章題目為“Dissecting and engineering metabolic and regulatory networks of thermophilic bacteria for biofuel production” ，全面總結(jié)了嗜熱菌用于生物燃料領(lǐng)域的研究進(jìn)展與應(yīng)用現(xiàn)狀，指出發(fā)展新的基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控手段和遺傳改造技術(shù)對于實(shí)現(xiàn)嗜熱菌工業(yè)應(yīng)用潛力的重要意義，并結(jié)合前期研究基礎(chǔ)，提出了嗜熱菌活體細(xì)胞工業(yè)應(yīng)用的三個研究重點(diǎn)：碳源利用、目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)出、環(huán)境耐受性的提高。
嗜熱微生物的適宜生長溫度高于50 oC，能夠在其他生命難以涉足的環(huán)境中繁衍生息。其作為細(xì)胞工廠具有一系列*的生物特性。首先，它們是一系列具有較高應(yīng)用價值的熱穩(wěn)定性蛋白質(zhì)的重要來源，如各種水解酶、DNA聚合酶和乙醇脫氫酶等。其次，一些梭菌屬（Clostridia）和嗜熱厭氧菌屬（Thermoanaerobacter）等的革蘭氏陽性嗜熱厭氧細(xì)菌，具有耐高溫、降解纖維素、五碳糖六碳糖的共利用等生理特性，因此對于整合生物加工（Consolidated BioProcessing;CBP）等纖維素燃料技術(shù)具有重要意義。
文章以革蘭氏陽性厭氧嗜熱細(xì)菌為例，通過與常溫細(xì)菌的比較，系統(tǒng)剖析了高溫環(huán)境下細(xì)胞代謝和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在功能和進(jìn)化上的特征。在此基礎(chǔ)上，提出了針對于高溫環(huán)境應(yīng)用的代謝網(wǎng)絡(luò)的合成生物學(xué)研究思路。文章中涉及的嗜熱菌功能基因組研究，除在生物制造細(xì)胞工廠領(lǐng)域應(yīng)用外，還對研究生命起源、挖掘生物資源、環(huán)境下的進(jìn)化理論和生態(tài)學(xué)研究等具有重要意義。
近年來，在973計(jì)劃、*科技支撐計(jì)劃和中科院纖維素乙醇重大項(xiàng)目等支持下，該團(tuán)隊(duì)在革蘭氏陽性嗜熱細(xì)菌功能基因組學(xué)研究，包括：五碳糖六碳糖共利用機(jī)制、乙醇耐受性的微進(jìn)化機(jī)理和基因工程改造、以及基于超聲波的原位高通量遺傳轉(zhuǎn)化方法等方面取得了一系列進(jìn)展?；谏鲜鲅芯?，林璐的博士學(xué)位論文（指導(dǎo)導(dǎo)師徐健研究員）榮獲2013年中科院百篇博士論文。來源：生物幫