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      研究表明遺傳學如何為2G乙醇生產(chǎn)的進步做出貢獻
      
			
      
				2019-04-22 11:16:13
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      從甘蔗生產(chǎn)第二代(2G)乙醇需要酶水解，其中來自微生物的酶一起作用以分解并將甘蔗秸稈和甘蔗渣中的碳水化合物轉(zhuǎn)化為能夠進行發(fā)酵的糖。了解調(diào)節(jié)微生物控制和產(chǎn)生水解酶的遺傳機制被認為是改進該過程中使用的技術(shù)的基礎(chǔ)。
      

      研究表明遺傳學如何為2G乙醇生產(chǎn)的進步做出貢獻
      

      巴西圣保羅州坎皮納斯大學(UNICAMP)的一組研究人員和合作者已經(jīng)報道了關(guān)于真菌控制和生產(chǎn)水解酶背后的生物學機制的重要知識。
      

      作為圣保羅研究基金會-FAPESP支持的項目的一部分，該研究發(fā)表在科學報告中。“我們的發(fā)現(xiàn)可以促進用于生產(chǎn)2G乙醇和其他產(chǎn)品的酶雞尾酒中酶的開發(fā)，”UNICAMP教授兼該項目首席研究員Anete Pereira de Souza說。
      

      研究人員分析涉及使用由三種酶的分泌和表達的遺傳機制物種真菌降解甘蔗。該物種是哈茨木霉，里氏木霉和T. atroviride。
      

      這些真菌經(jīng)常在土壤中發(fā)現(xiàn)，生長在木材，樹皮甚至其他真菌上，以及許多其他基質(zhì)上。它們通過細胞壁中存在的酶水解各種碳水化合物，包括甘蔗秸稈和甘蔗渣中的纖維素。研究人員在生物技術(shù)和生物信息學中使用了幾種技術(shù)，以確定三種木霉屬物種產(chǎn)生的酶是否具有相似性和差異性，可能會增強或限制其分解生物量的效率，以及它們在此過程中是否具有協(xié)同作用。
      

      他們首先測量了甘蔗渣，純纖維素和甘蔗葡萄糖發(fā)酵過程中三種真菌物種分泌的酶的活性水平。為此，他們在生物降解過程的高度計數(shù)并分析了這三種不同底物中存在的蛋白質(zhì)。
      

      然后他們使用稱為RNA-seq的高通量RNA測序技術(shù)來鑒定表達的基因。通過使用生物信息學工具，他們比較了數(shù)據(jù)，并能夠確定由三種真菌物種共同調(diào)節(jié)的基因網(wǎng)絡(luò)，并且可能是這些微生物對生物質(zhì)分解所必需的。
      

      “我們確定了三種真菌物種參與甘蔗生物量酶促降解的高度協(xié)同基因共調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，”正在攻讀博士學位的Jaire Alves Ferreira Filho說。在UNICAMP的遺傳學和分子生物學方面，他是FAPESP資助的研究的作者之一。
      

      高度協(xié)同作用
      

      研究人員確定了三種真菌物種共有的80種蛋白質(zhì)及其各自的基因。他們在所有三種真菌物種中發(fā)現(xiàn)了19種這樣的蛋白質(zhì)。
      

      研究人員解釋說，這19種蛋白質(zhì)及其各自的基因參與水解酶的產(chǎn)生和分泌，并與生物量分解的不同真菌機制有關(guān)。
      

      他們補充說，這些基因組之間遺傳關(guān)系的闡明為具有潛在工業(yè)應用的重組微生物的開發(fā)提供了重要信息，同時有助于理解酶之間的協(xié)同反應。
      

      “我們對這些反應的詳細描述將帶來重大進展。它為在生物燃料和無數(shù)生物化合物的生產(chǎn)中使用遺傳信息提供了堅實的基礎(chǔ)，”該文章的第一作者Maria Augusta Crivelente Horta說。
      
			

			
        
      
			
      
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