研究表明基因如何貢獻(xiàn)2 g乙醇生產(chǎn)的進(jìn)步

從甘蔗乙醇生產(chǎn)的第二代(2 g)需要從微生物共同行動(dòng)的酶法水解酶分解和甘蔗秸稈和蔗渣的碳水化合物轉(zhuǎn)化為糖的能力進(jìn)行發(fā)酵。理解遺傳機(jī)制調(diào)節(jié)控制和生產(chǎn)水解酶的微生物被認(rèn)為是改善這個(gè)過(guò)程中使用的技術(shù)的基礎(chǔ)。

重要的知識(shí)背后的生物機(jī)制控制和生產(chǎn)的水解酶真菌報(bào)道了坎皮納斯大學(xué)的一組研究人員由在圣保羅州,巴西,和合作者。作為項(xiàng)目的一部分進(jìn)行Foundation-FAPESP圣保羅支持的研究,該研究發(fā)表在科學(xué)報(bào)告。“我們的發(fā)現(xiàn)可以導(dǎo)致酶的發(fā)展列入酶雞尾酒用于生產(chǎn)2 g乙醇和其他產(chǎn)品,”de Souza Anete佩雷拉說(shuō),由教授,為項(xiàng)目首席研究員。

研究人員分析了遺傳機(jī)制參與酶的分泌和表達(dá)所使用的三個(gè)物種真菌降解甘蔗。物種是木霉屬harzianum,t . reesei和t . atroviride。這些真菌在土壤和經(jīng)常發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)在木材、樹(shù)皮,甚至其他真菌,以及許多其他的底物。他們水解各種碳水化合物,包括甘蔗秸稈和蔗渣纖維素,通過(guò)酶存在于細(xì)胞壁。研究人員使用幾種技術(shù)在生物技術(shù)和生物信息學(xué)找出三個(gè)木霉屬的物種產(chǎn)生的酶是否有相似點(diǎn)和不同點(diǎn),可能會(huì)增強(qiáng)或限制他們?cè)谏锓纸獾男?以及他們是否實(shí)現(xiàn)協(xié)同行為在這個(gè)過(guò)程。

他們首先測(cè)量了酶的活動(dòng)水平三個(gè)真菌分泌的物種在蔗渣發(fā)酵,純纖維素葡萄糖和甘蔗。要做到這一點(diǎn),他們計(jì)算和分析了這三種不同的基質(zhì)蛋白的生物降解過(guò)程。

然后他們用高通量RNA-sequencing稱(chēng)為RNA-seq的技術(shù)來(lái)識(shí)別基因表達(dá)。通過(guò)使用生物信息學(xué)工具,他們比較了數(shù)據(jù)和能夠查明基因網(wǎng)絡(luò)粘住的三個(gè)真菌物種和由這些微生物可能是必不可少的生物質(zhì)分解。

“我們發(fā)現(xiàn)高度協(xié)同基因co-regulation網(wǎng)絡(luò)參與甘蔗生物質(zhì)能的酶促降解三真菌物種,”說(shuō)Jaire阿爾維斯費(fèi)雷拉球場(chǎng),誰(shuí)是攻讀博士學(xué)位由遺傳學(xué)和分子生物學(xué),是FAPESP-funded研究的作者之一。

高度的協(xié)同作用

研究人員發(fā)現(xiàn)80個(gè)蛋白質(zhì)和它們各自的基因共享的三種真菌的物種。他們發(fā)現(xiàn)這些蛋白質(zhì)在所有三個(gè)19真菌的物種.

19個(gè)蛋白質(zhì)和各自的基因參與的生產(chǎn)和分泌水解酶和與不同的生物質(zhì)分解真菌機(jī)制相關(guān)聯(lián),研究人員解釋說(shuō)。

說(shuō)明遺傳基因的集合之間的關(guān)系提供了重要信息重組微生物與潛在的工業(yè)應(yīng)用的發(fā)展,他們補(bǔ)充道,同時(shí)有助于理解酶之間的協(xié)同反應(yīng)。

“我們的詳細(xì)描述這些反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致顯著的進(jìn)步。它提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)的遺傳信息的使用生物燃料的生產(chǎn)和無(wú)數(shù)biocompounds,”瑪麗亞說(shuō)奧古斯塔Crivelente奧爾塔,這篇文章的第一作者。

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