揭示了海洋木材銷毀戰(zhàn)略的白蟻

在一個(gè)人的房子附近看到白蟻就足以引起房主對這些昆蟲可能造成的潛在破壞的擔(dān)憂。造船廠和工程師對類似蠕蟲的吃木材的海洋蛤有類似的感覺，它們也被稱為“海洋白蟻”。這些雙殼類動物在2000多年前從希臘和羅馬船只上留下了喂食通道，破壞了克里斯托弗·哥倫布“4 日前往加勒比海地區(qū)在16世紀(jì)初，在18策動荷蘭洪災(zāi)日和19 日世紀(jì)，造成損失估計(jì)為$ 1500萬舊金山碼頭，加州各地1920年采取了引進(jìn)銅護(hù)套在18 日世紀(jì)減緩他們對海軍艦艇造成的破壞。然而，這樣的破壞，好東西可能會：什么煩惱前18 個(gè)世紀(jì)的水手可以證明生物燃料的產(chǎn)生是有用的。

對于生物能源研究人員，包括美國能源部聯(lián)合基因組研究所(DOE JGI)，美國能源部科學(xué)用戶設(shè)施辦公室的科學(xué)家來說，船只的破壞能力可能對從木本植物群中工業(yè)生產(chǎn)先進(jìn)生物燃料有用。根據(jù)美國能源部JGI的社區(qū)科學(xué)計(jì)劃，由東北大學(xué)新英格蘭生物實(shí)驗(yàn)室海洋基因組遺產(chǎn)中心主任丹尼斯·迪斯特爾領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)專注于寄生蟲Bankia setacea，以了解更多有關(guān)用于分解木材的酶的信息。為了營養(yǎng)。

Shipworm的消化策略與眾不同

2014年11月10日那一周，在Distel和他的DOE JGI同事發(fā)表的在線早期版本的美國國家科學(xué)院院刊上發(fā)表的一項(xiàng)研究描述了這種軟體動物分解和消化木材的新策略。“大多數(shù)動物，包括人，在消化系統(tǒng)中都含有有益細(xì)菌，幫助它們消化食物，很快就會生病和營養(yǎng)不良，”Distel說。“但是，在它們的食物被消化的腸道部分沒有細(xì)菌。相反，它們將共生細(xì)菌存放在鰓中的特殊細(xì)胞內(nèi)，這是一個(gè)遠(yuǎn)離腸道的位置。“

將蚯蚓想象成白化蚯蚓，它們具有磨蝕性的外殼，可以鉆入木材中。進(jìn)入口腔的木顆粒進(jìn)入它們的胃部，結(jié)果表明消化酶需要進(jìn)行類似的旅行。通過基因組測序，蛋白質(zhì)組學(xué)，生物化學(xué)和顯微鏡檢查，研究小組證明，在鰓細(xì)菌群落中產(chǎn)生的木材降解酶可以從被稱為Deshayes腺體的區(qū)域到達(dá)腸道，以便分解軟體動物的膳食和將纖維素轉(zhuǎn)化為糖。

“世界上沒有其他動物能夠依賴其消化系統(tǒng)之外的細(xì)菌來產(chǎn)生消化酶，而且已知沒有其他細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌可以產(chǎn)生在宿主外部發(fā)揮作用的酶，”Distel說。

在這項(xiàng)研究中，該團(tuán)隊(duì)使用了華盛頓西北部Puget Sound的船只。研究人員從鰓組織中分離出多個(gè)細(xì)菌內(nèi)共生菌并測序其基因組，并對鰓微生物群落的集體“宏基因組”進(jìn)行測序。他們還使用蛋白質(zhì)組學(xué)來表征在船鰓鰓和盲腸組織中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)，并將它們與細(xì)菌基因組和宏基因組進(jìn)行比較 - 證明腸道中豐富的消化酶來自鰓內(nèi)共生體。

在船蛾腸道外產(chǎn)生消化酶的好處

研究小組仍然在思考將木材降解酶從消化實(shí)際發(fā)生的地方產(chǎn)生的原因，但是他們認(rèn)為這種策略可以讓軟蟲作為一個(gè)簡單的模型系統(tǒng)來計(jì)算出有效分解的最低酶需求量。纖維素。他們在論文中寫道：“由于只運(yùn)輸了選定的木材降解酶，因此船蟲系統(tǒng)可以自然識別出與木質(zhì)纖維素解構(gòu)最相關(guān)的內(nèi)共生酶，而不會受到其他微生物蛋白的干擾。” “因此，這項(xiàng)工作擴(kuò)大了細(xì)菌內(nèi)共生菌的已知生物學(xué)庫，包括消化食物，并確定了對生物質(zhì)工業(yè)(如纖維素生物燃料生產(chǎn))潛在價(jià)值的新酶和酶組合。”

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