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我院在知名期刊《Biotechnology Advances》上发表论文
 发表时间:2021-10-16 11:02:00 点击次数:0

代谢能平衡对于微生物细胞的正常生命活动和代谢产物合成(微生物制造)至关重要。然而,由于代谢能供应效率低下和代谢能消耗过多,在微生物制造过程中,代谢能平衡常常被破坏,制约了代谢产物的高效合成和生产。因此,如何在微生物制造过程中有效保持代谢能平衡,以提高产物合成效率,是一个重要科学问题和技术问题。通常情况下,微生物细胞自身很难通过调节细胞内代谢来补偿特定生产条件下的代谢能需求。因此,通过生物技术工程设计和保障细胞代谢能平衡,将是改善细胞生长和微生物生产性能的重要策略和手段。

我院刘高强教授团队以Engineering Microbial Metabolic Energy Homeostasis for Improved Bioproduction为题,在国际知名期刊《Biotechnology Advances》(一区TopIF 14.227)上发表代谢能平衡与微生物制造方面的综述观点论文。Biotechnology Advances》期刊每年仅发表100多篇论文。



文中,作者充分讨论了用于改善微生物制造的代谢能平衡工程的最新进展,并提出了通过生物工程手段改善代谢能平衡的一些策略:

1)对于自养微生物,应强化代谢能收获能力,即在自养微生物中通过代谢能平衡工程收获系统的设计来强化代谢能的收获,包括最大限度地利用光能营养系统中的光能,加速化能营养系统中的电子转移,增强生物电营养系统中的电子获取等。在自养微生物中强化代谢能收获能力的策略如下图所示(作者绘制)。


2)对于异养微生物,应该优化代谢能生成途径,提高代谢能供应,包括优化细胞外微环境,提高内在自身代谢能供应效率,工程化代谢能供应模块等。在异养微生物中提高代谢能供应的策略如下图所示(作者绘制)


3)减少代谢能消耗。通过重组微生物细胞中的代谢途径和生理过程来减少代谢能的消耗,包括在细胞中开发和构建代谢节能系统,重组代谢能耗途径等。在微生物细胞中减少代谢能消耗的策略如下图所示(作者绘制)

         

最后,作者还讨论了代谢能平衡工程领域的未来挑战和应用前景。本论文强调了生物技术在微生物代谢平衡工程中的应用潜力,所提出的有关策略对于工程化细胞代谢能平衡以提高微生物制造效率这一领域具有重要参考价值。

我院的两个科研平台(林业生物技术湖南省重点实验室、森林资源生物技术湖南省国际科技合作创新基地)分别为第12单位,微生物学2019级博士生童天同学为第1作者,导师刘高强教授为通讯作者;江南大学的两个科研平台分别为第34单位,刘立明教授为该校通讯作者。

论文发表后,国内《植物与微生物最前线》微信官方平台,对论文进行了介绍:

https://mp.weixin.qq.com/s/eKq5_kp4_Y7Pd5HLX26yUw      浏览量超过2200多次。  

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0734975021001476
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