本期為您推薦江南大學(xué)周景文教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》（IF=6.064）上的一篇文章：Rapid Enabling of Gluconobacter oxydans Resistance to High D-Sorbitol Concentration and High Temperature by Microdroplet-Aided Adaptive Evolution. 該研究使用液滴微流控技術(shù)（Microbial Microdroplet Culture system，MMC）對(duì)Gluconobacter oxydans WSH-004進(jìn)行適應(yīng)性進(jìn)化，經(jīng)過約90d的馴化得到最佳菌株MMC10，該菌株對(duì)高濃度底物和高溫的耐受性顯著提高，能在40°C下、含300 g/L D-山梨醇的培養(yǎng)基中生長[1]。
氧化葡糖桿菌能夠合成L-山梨糖，但其高濃度底物D-山梨醇會(huì)對(duì)發(fā)酵過程造成嚴(yán)重抑制。補(bǔ)料分批發(fā)酵可以緩解底物抑制，但會(huì)增加生產(chǎn)成本和污染風(fēng)險(xiǎn)。因此需要獲得一種能耐受更高D-山梨醇濃度的氧化葡糖桿菌，以緩解底物的抑制作用。為直接提高微生物對(duì)不利環(huán)境脅迫的耐受性，適應(yīng)性進(jìn)化是在特定環(huán)境條件下進(jìn)化微生物的有效方法，與傳統(tǒng)的自適應(yīng)性進(jìn)化相比，MMC的應(yīng)用可以減少時(shí)間和，簡化實(shí)驗(yàn)過程，提高效率。
本研究旨在利用MMC對(duì)Gluconobacter oxydans WSH-004進(jìn)行適應(yīng)性進(jìn)化，以提高其對(duì)高濃度底物和高溫的耐受性。經(jīng)過約90d的進(jìn)化實(shí)驗(yàn)后，獲得了多個(gè)適應(yīng)性進(jìn)化的菌株，即Gluconobacter oxydans MMC1-MMC10。結(jié)果表明，最佳菌株MMC10在40°C下、含300 g/L D-山梨醇的培養(yǎng)基中生長。比較基因組分析顯示，與耐受性增加相關(guān)的遺傳變化主要發(fā)生在蛋白質(zhì)翻譯基因中。這項(xiàng)研究表明，液滴微流控技術(shù)是在短時(shí)間內(nèi)改善未闡明基因型表型的有效工具。
[1] Liu L, Zeng W, Yu S, Li J and Zhou J (2021) Rapid Enabling of Gluconobacter oxydans Resistance to High D-Sorbitol Concentration and High Temperature by MicrodropletAided Adaptive Evolution. Front. Bioeng. Biotechnol. 9:731247.
doi: 10.3389/fbioe.2021.731247
本期為您推薦江南大學(xué)周景文教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》（IF=6.064）上的一篇文章：Rapid Enabling of Gluconobacter oxydans Resistance to High D-Sorbitol Concentration and High Temperature by Microdroplet-Aided Adaptive Evolution. 該研究使用液滴微流控技術(shù)（Microbial Microdroplet Culture system，MMC）對(duì)Gluconobacter oxydans WSH-004進(jìn)行適應(yīng)性進(jìn)化，經(jīng)過約90d的馴化得到最佳菌株MMC10，該菌株對(duì)高濃度底物和高溫的耐受性顯著提高，能在40°C下、含300 g/L D-山梨醇的培養(yǎng)基中生長[1]。
氧化葡糖桿菌能夠合成L-山梨糖，但其高濃度底物D-山梨醇會(huì)對(duì)發(fā)酵過程造成嚴(yán)重抑制。補(bǔ)料分批發(fā)酵可以緩解底物抑制，但會(huì)增加生產(chǎn)成本和污染風(fēng)險(xiǎn)。因此需要獲得一種能耐受更高D-山梨醇濃度的氧化葡糖桿菌，以緩解底物的抑制作用。為直接提高微生物對(duì)不利環(huán)境脅迫的耐受性，適應(yīng)性進(jìn)化是在特定環(huán)境條件下進(jìn)化微生物的有效方法，與傳統(tǒng)的自適應(yīng)性進(jìn)化相比，MMC的應(yīng)用可以減少時(shí)間和，簡化實(shí)驗(yàn)過程，提高效率。
本研究旨在利用MMC對(duì)Gluconobacter oxydans WSH-004進(jìn)行適應(yīng)性進(jìn)化，以提高其對(duì)高濃度底物和高溫的耐受性。經(jīng)過約90d的進(jìn)化實(shí)驗(yàn)后，獲得了多個(gè)適應(yīng)性進(jìn)化的菌株，即Gluconobacter oxydans MMC1-MMC10。結(jié)果表明，最佳菌株MMC10在40°C下、含300 g/L D-山梨醇的培養(yǎng)基中生長。比較基因組分析顯示，與耐受性增加相關(guān)的遺傳變化主要發(fā)生在蛋白質(zhì)翻譯基因中。這項(xiàng)研究表明，液滴微流控技術(shù)是在短時(shí)間內(nèi)改善未闡明基因型表型的有效工具。
[1] Liu L, Zeng W, Yu S, Li J and Zhou J (2021) Rapid Enabling of Gluconobacter oxydans Resistance to High D-Sorbitol Concentration and High Temperature by MicrodropletAided Adaptive Evolution. Front. Bioeng. Biotechnol. 9:731247.
doi: 10.3389/fbioe.2021.731247
