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转录组学揭示常压室温等离子体诱变对微生物透明质酸生物合成的影响机制

来源:   作者: 发布日期:2023-06-15 访问量:1318

     本期为您推荐江南大学史劲松教授研究团队发表在《Carbohydrate Polymers》(IF=10.7237)上的一篇文章:Genetic variation reveals the enhanced microbial hyaluronan biosynthesis via atmospheric and room temperature plasma. 该研究采用多轮常压室温等离子体(ARTP)诱变结合新型高通量筛选,结果显示兽疫链球菌的透明质酸(HA)产量在摇瓶水平上提高了42.9%,达到0.813 g/L;在5L发酵罐中分批培养后,HA产量能提高到4.56 g/L[1]

      透明质酸是糖胺聚糖(GAG)家族成员,由N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)和D-葡糖醛酸(GlcA)组成,它们通过交替的β-1,3和β-1,4糖苷键连接。HA作为一种优异的天然生物聚合物,已被广泛用于医疗、美容和临床应用。通过微生物发酵生产HA是一种理想方法,具有工艺流程简单、纯化程序便捷的特点。ARTP是一种新型微生物筛选诱变系统,并已应用于100多种天然微生物,在优化各类微生物性能方面的作用较为强大。

       本研究揭示了兽疫链球菌HA生物合成增强的遗传机制差异。经过多轮ARTP诱变,结合新型牛血清白蛋白/十六烷基三甲基溴化铵偶联高通量筛选,在摇瓶培养18h内,突变株的HA产量提高了42.9%,达到0.813 g/L,分子量为0.54×106Da。通过在5L发酵罐中分批培养,HA产量提高到4.56 g/L。转录组测序结果显示,不同突变株之间具有相似的遗传变化,均通过增强HA的合成基因(hasB、glmU和glmM),削弱UDP-GlcNAc的下游基因(nagA和nagB),并显著下调壁合成基因的转录,从而使两种前体(UDP-GlcA和UDP-Glc NAc)的积累分别增加39.74%和119.22%。将有效的筛选方法与组学分析相结合,探索不同突变株之间的共同基因调控因子,可能为挖掘复杂的HA调控途径提供更多的控制位点。

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[1] Zhi-Yuan Yao, Jin-Song Gong, Yu-Ru Liu, Jia-Yu Jiang, Yue-Sheng Zhang, Chang Su, Heng Li, Chuan-Li Kang, Lei Liu, Zheng-Hong Xu, Jin-Song Shi, Genetic variation reveals the enhanced microbial hyaluronan biosynthesis via atmospheric and room temperature plasma,Carbohydrate Polymers,312.

 

https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120809

 

     本期为您推荐江南大学史劲松教授研究团队发表在《Carbohydrate Polymers》(IF=10.7237)上的一篇文章:Genetic variation reveals the enhanced microbial hyaluronan biosynthesis via atmospheric and room temperature plasma. 该研究采用多轮常压室温等离子体(ARTP)诱变结合新型高通量筛选,结果显示兽疫链球菌的透明质酸(HA)产量在摇瓶水平上提高了42.9%,达到0.813 g/L;在5L发酵罐中分批培养后,HA产量能提高到4.56 g/L[1]

      透明质酸是糖胺聚糖(GAG)家族成员,由N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)和D-葡糖醛酸(GlcA)组成,它们通过交替的β-1,3和β-1,4糖苷键连接。HA作为一种优异的天然生物聚合物,已被广泛用于医疗、美容和临床应用。通过微生物发酵生产HA是一种理想方法,具有工艺流程简单、纯化程序便捷的特点。ARTP是一种新型微生物筛选诱变系统,并已应用于100多种天然微生物,在优化各类微生物性能方面的作用较为强大。

       本研究揭示了兽疫链球菌HA生物合成增强的遗传机制差异。经过多轮ARTP诱变,结合新型牛血清白蛋白/十六烷基三甲基溴化铵偶联高通量筛选,在摇瓶培养18h内,突变株的HA产量提高了42.9%,达到0.813 g/L,分子量为0.54×106Da。通过在5L发酵罐中分批培养,HA产量提高到4.56 g/L。转录组测序结果显示,不同突变株之间具有相似的遗传变化,均通过增强HA的合成基因(hasB、glmU和glmM),削弱UDP-GlcNAc的下游基因(nagA和nagB),并显著下调壁合成基因的转录,从而使两种前体(UDP-GlcA和UDP-Glc NAc)的积累分别增加39.74%和119.22%。将有效的筛选方法与组学分析相结合,探索不同突变株之间的共同基因调控因子,可能为挖掘复杂的HA调控途径提供更多的控制位点。

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[1] Zhi-Yuan Yao, Jin-Song Gong, Yu-Ru Liu, Jia-Yu Jiang, Yue-Sheng Zhang, Chang Su, Heng Li, Chuan-Li Kang, Lei Liu, Zheng-Hong Xu, Jin-Song Shi, Genetic variation reveals the enhanced microbial hyaluronan biosynthesis via atmospheric and room temperature plasma,Carbohydrate Polymers,312.

 

https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120809

 

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