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细菌基因组编辑：CRISPR-Cas 及其他
摘要：细菌基因组编辑包括一系列繁琐且多步骤的方法，例如自杀质粒。成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)-Cas 技术的发现和应用因其简单性和可编程性而彻底改变了真核生物的基因组编辑。然而，该系统在细菌基因组编辑中并没有得到广泛的青睐。在这篇综述中，我们总结了 CRISPR-Cas 介导的细菌基因组编辑的主要方法和困难，并提出了一些规避这些问题的替代方法，包括 CRISPR 切口酶、Cas12a、碱基编辑器、CRISPR 相关转座酶、引物编辑、内源性 CRISPR 系统以及使用预制的 Cas 蛋白和向导 RNA 的核糖核蛋白复合物。最后，我们还讨论了基于荧光蛋白的方法来评估基于 CRISPR 的系统对细菌基因组编辑的有效性。CRISPR-Cas 仍然有望成为细菌中的通用基因组编辑工具，并且正在进一步优化以扩大在这些生物体中的应用。这篇综述提供了罕见的基因组编辑综合视角。它还旨在让微生物学界熟悉不断增长的细菌基因组编辑工具箱。
来自氢氧化细菌的太空食物
ORCID ID：Kyle A. Alvarado https://orcid.org/0000-0001-6489-2237 Juan B. García Martínez https://orcid.org/0000-0002-8761-7470 David Denkenberger http://orcid.org/0000-0002-6773-6405 摘要：将食物发射到太空的成本非常高。另一种方法是在任务期间使用人工光合作用、温室、非生物食品合成、电细菌和氢氧化细菌 (HOB) 等方法制作食物。本研究比较了预包装食品、人工光微藻和 HOB。每种替代方案的主要因素是其相对质量，因为将有效载荷发射到太空需要高昂的燃料成本。因此，使用美国国家航空航天局开发的等效系统质量 (ESM) 技术对替代方案进行了评估。分析了三项为期 3 年、载有 5 名机组人员的不同任务，包括国际空间站 (ISS)、月球和火星。ESM 的组成部分包括表观质量、散热、功率和加压体积。所有系统选择的电源都是核能。经计算，太空电力与生物质的效率分别为 HOB 和微藻的 18% 和 4.0%。这项研究表明，种植 HOB 是最便宜的替代方案。HOB 的 ESM 平均比预包装食品和微藻低 2.8 倍和 5.5 倍。这项替代食品研究还涉及在全球农业灾难期间为地球提供食物。HOB 的好处包括回收包括 CO 2 在内的废物并产生 O 2 。实际系统将涉及多种食物来源。
细菌世界中的病毒
一想到病毒，你大概就会想到那些影响你和他人的疾病：流感、麻疹、风疹等等。然而，人类并不是病毒的唯一受害者。事实上，有史以来发现的第一个病毒并不是导致人类患病，而是烟草植物。今天，我们知道病毒无处不在，会感染所有形式的生命——人类、鸟类、植物、昆虫等。没有一种生物不受病毒感染；甚至细菌也无法幸免！有些病毒会杀死细菌，有些病毒会给细菌宿主带来好处。让我们仔细看看这个攻防交织的微型世界！细菌基本上遍布地球上的每一种环境。它们生活在土壤、水中、植物、动物和人类体内和体表。在任何特定时间，细菌细胞的数量与人类细胞数量差不多！它们在地球的生态系统以及人类健康和疾病中发挥着无数作用。通过感染细菌，病毒进入细菌所在的任何地方。感染细菌的病毒被称为噬菌体，这是希腊语中“细菌吞噬者”的意思。细菌是复杂的单细胞生物，可以自行繁殖。它们显然是活生物体。相比之下，病毒相当简单，只含有包裹在蛋白质外壳中的少量 DNA 或 RNA 分子。它们不能自行繁殖，因此通常不被认为是活的。特别是，为了繁殖，它们必须
复杂细菌群落的防御力
细菌已开发出各种防御机制，以避免对病毒和其他遗传寄生虫的快速进化和周转，以避免感染和杀死。这样的泛免疫系统（防御）包括越来越多的防御线，其中包括良好的先天和适应性系统，例如限制性模型，CRISPR-CAS和堕胎感染，以及新发现的机制仍然不足以理解。虽然防御系统的丰度和分布在完整和可培养的基因组中是众所周知的，但我们对它们在复杂的微生物群落中的多样性和丰富性的理解中存在空白。在这里，我们对从土壤，海洋和人类肠道的7759个高质量细菌种群基因组进行了大规模的深度分析。我们观察到大型门的防御频率和性质有很大变化，这与生活方式，基因组大小，栖息地和地理背景有关。防御者的遗传迁移率，其在防御岛上的聚类以及遗传变异性是系统的，并由细菌环境塑造。因此，我们的结果提供了环境不同细菌群落中存在的多种免疫屏障的详细图片，并为随后鉴定出未经文化的微生物中多元化的新颖和巧妙的策略奠定了基础。
电缆细菌candidatus electronema
vereinigungfürallgemeine和Angewandte mikrobiologie（VAAM）：一般和应用微生物学协会（VAAM）将大约3500名来自德国和邻国的微生物学科科学家团结起来。VAAM促进其成员之间的科学信息交流与合作，以实施微生物学研究结果，以使社会和环境受益。VAAM成员还可以作为公众问题的有价值联系人。
爷爷，科学家的确使细菌发光...
GFP的故事也有一个科学的“尤里卡时刻”（故事讲的是，古希腊科学家阿奇米德大喊“尤里卡！eureka！”他进入水后，使他意识到科学原则，流离失所的水量等于淹没物体的体积）。同样，在编码“绿色发光”蛋白的基因（现在称为绿色荧光蛋白）的基因编码之后，已经发现了名为GFP及其序列确定的序列，Martin Chalfie将其转移到细菌和蠕虫中，这足以使这些高度不同的生物体使这些高度不同的有机体光亮绿色 - Eureka -eureka！在接下来的几年中，罗杰·蒂恩（Roger Tsien）领导了研究工作，这些研究将大大提高GFP的特性，以使其成为通用的研究工具。例如，它们还制作了红色荧光蛋白。共同通过2008年的诺贝尔化学奖认可了这些发展，因为GFP完全改变了我们可以研究微观现象的方式。
细菌的微生物培养和生长曲线
17。Walkiewicz K.等。“酶功能的微小变化会导致抗生素耐药性的自适应发展过程中出奇的适应性效应”。美国国家科学学院的会议记录109（2012）：21408-21413。
药用植物对益生菌细菌的影响
抽象益生菌是保护宿主免受许多疾病的功能性和有用的微生物之一，并被用作食品工业的实时补充剂。新的细菌具有益生菌能力的隔离，扩大了这种有益的微生物在人和动物健康中的有效性。考虑致病细菌的发展及其对抗生素的耐药性，研究益生菌在治疗和预防疾病中的重要性至关重要。药用植物含有较低并发症的天然化合物，而它们与益生菌的结合可能会对人类和动物的健康产生更积极和令人惊讶的影响。由于食品工业中同时使用药用植物和益生菌，包括益生菌和酸奶产品，可以防止致病性微生物的生长；进行了本研究以研究药用植物对益生菌微生物的性能和功能的影响。
细菌生物电力的拍摄
Milano giuseppemaria.paterno@polimi.t Engineering Living Matter的目标是修改生物学属性以利用生物的独特能力。一种普遍的方法涉及通过合成生物学技术或功能材料对特定刺激有反应的生物，旨在调节细胞和生物的电生理学和活性。这种方法也适用于细菌，尽管它们的电生理学，生物电性，生物能学和行为之间的连接直到最近才开始阐明。最近的研究表明，细菌膜电位是动态的，而不是静态参数，并且起着重要的生物电信号传导作用。这种交流范式控制着它们在微生物群落中的新陈代谢，行为和功能。鉴于膜电位动力学介导了这种语言，因此操纵此参数代表了细菌工程的有前途且有趣的策略。在这里，我表明可以通过基于材料的方法来实现细菌膜电位的精确光学调节。具体而言，我们发现在膜位置的异构化反应在生物模拟机制内诱导电势的超极化或去极化，具体取决于激发态失活途径，从而重现了视网膜的初始命运。这可以触发神经元样的生物电信号传导，并可以突出以前未表征的离子通道在细菌电生理学中的作用。最后，我还展示了有关抗生素摄取的光调节的观点，以及在财团和多种种族生态系统中细菌运动和组装行为的光控制