康普茶是利用 SCOBY(细菌和酵母的共生培养)将茶与糖溶液一起发酵制成的。康普茶发酵分为几个阶段,例如将糖转化为乙醇、将乙醇转化为乙酸以及将乙酸转化为二氧化碳。因此,康普茶发酵过程中必须涉及几种独特的微生物。我们之前的研究报告称,康普茶饮料(液相)中的可培养微生物都是细菌。此外,在本研究中,我们研究了 SCOBY 本身中的可培养微生物。在康普茶发酵过程中,每天使用无菌刀切割 SCOBY 片(约 1×1 厘米)。将 SCOBY 切片在马铃薯葡萄糖肉汤中富集,并在 37°C 下培养 24 小时。将富集的培养物接种到平板计数琼脂中,并在 37°C 下培养 24 小时。在 14 天的康普茶发酵过程中收集了四个不同的菌落,分别命名为分离物 (a)、(b)、(c)、(d)。疑似细菌菌落培养在营养琼脂中,而疑似霉菌或酵母菌落培养在马铃薯葡萄糖琼脂中。表征结果表明,分离物 (a) 具有与醋杆菌属相近的特征(革兰氏阴性、短杆状、不产生内生孢子),而分离物 (b) 为革兰氏阴性、长杆状并产生内生孢子。分离物 (c) 被怀疑为霉菌,分离物 (d) 被鉴定为酵母。关键词:细菌;发酵;康普茶;SCOBY;酵母
摘要:由于其复杂性,CRISPR/Cas 系统已成为广泛使用的酵母基因组编辑方法。然而,CRISPR 方法通常依赖于预组装的 DNA 和额外的克隆步骤来传递 gRNA、Cas 蛋白和供体 DNA。这些繁琐的步骤可能会阻碍其实用性。在这里,我们提出了一种替代方法,即组装和 CRISPR 靶向体内编辑 (ACtivE),该方法仅依赖于线性 DNA 片段的体内组装来构建质粒和供体 DNA。因此,根据用户的需要,可以从存储库中轻松选择和组合这些部分,作为快速基因组编辑的工具包,无需任何昂贵的试剂。该工具包包含经过验证的线性 DNA 片段,易于在室温下存储、共享和运输,大大降低了昂贵的运输成本和组装时间。优化该技术后,还对酵母基因组中靠近自主复制序列 (ARS) 的八个基因座进行了整合和基因表达效率表征,以及这些区域的破坏对细胞适应性的影响。通过构建 β-胡萝卜素途径展示了 ACtivE 的灵活性和多路复用能力。在短短几天内,在酿酒酵母 BY4741 上从头开始实现了单基因整合效率 >80% 和三重整合效率 >50%,无需使用体外 DNA 组装方法、限制性酶或额外的克隆步骤。本研究提出了一种可轻松用于加速酵母基因组工程的标准化方法,并为酵母合成生物学和代谢工程目的提供了明确的基因组位置替代方案。关键词:酿酒酵母、CRISPR 工具包、基因组编辑、合成生物学、标准化、基因座表征■简介
(发行日期)2021-05(资源类型)期刊文章(版本)接受手稿(权利)©2020 Elsevier Ltd.保留所有权利。此手稿版本可在CC-BY-NC-ND 4.0许可下提供https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nc-nd/4.0/
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摘要:酿酒酵母作为一种公认安全 (GRAS) 真菌,已成为工业应用和基础研究中最广泛使用的底盘细胞之一。然而,由于其复杂的遗传背景和相互交织的代谢网络,仍然有许多障碍需要克服,以改善所需特性并成功地将基因型与表型联系起来。在此背景下,基因组编辑和进化技术在过去几十年中迅速发展,以促进快速产生定制特性以及精确确定调节生理功能的相关基因靶标,包括抗逆性、代谢途径优化和生物体适应性。定向基因组进化已成为一种多功能工具,使研究人员能够获得所需特性并研究日益复杂的现象。本文回顾了酿酒酵母定向基因组进化的发展,重点介绍了推动进化工程的不同技术。
从酵母到哺乳动物,真核生物基因组可以根据发育或环境状态进行广泛转录。据估计,大多数裂殖酵母 (S. pombe) 和人类基因组都具有转录能力 [1,2]。尽管蛋白质编码基因在所有转录基因组单位中只占极小部分,但它们在历史上获得了最多的研究关注。然而,鉴于新一代测序和基因组编辑方法的最新进展,人们越来越多地参与阐明编码调控 RNA 的基因的功能相关性。这些包括非编码 RNA 和具有编码和非编码双重属性的双功能 RNA。非编码基因的转录产物可大致分为小分子非编码 RNA 或长分子非编码 RNA (lncRNA)。小的非编码 RNA 长度小于 200 个核苷酸,主要包括微小 RNA (miRNA)、短干扰 RNA (siRNA)、tRNA 衍生的小 RNA (tsRNA) 和 piwi 相互作用 RNA (piRNA)。它们在转录组和染色质调控中的作用已在其他地方进行了广泛综述,本文将不再赘述 [3–8]。长 RNA(长度 > 200 个核苷酸)称为长的非编码 RNA (lncRNA),据信不会翻译成蛋白质。与信使 RNA (mRNA) 相比,许多 lncRNA 的序列保守性较差,稳定性较差,主要存在于细胞核内。在酵母、植物和动物中,编码 lncRNA 的基因数量远远超过编码 mRNA 的基因数量 [9–12],这表明真核生物中存在大量无功能转录噪音,或者仍有许多功能性 RNA 有待鉴定。然而,有人争论说,一些注释的 lncRNA 可能被错误注释,并且可以翻译 [13–15]。这种想法得到了核糖体
太空中的生物反应器可应用于从基础科学到微生物工厂的各个领域。在微重力环境下监测生物反应器在流体、通气、传感器尺寸、样品量以及培养基和培养物的扰动方面都存在挑战。我们介绍了一个小型生物反应器开发案例研究,以及一种监测酵母培养物溶解氧、pH 值和生物量的无创方法。针对系统容量 60 毫升和 10.5 毫升,测试了两种不同的生物反应器配置。对于这两种配置,光学传感器阵列 PreSens SFR vario 都会自动收集数据。使用直径为 7 毫米、固定在采样室底部的化学掺杂点监测培养物中的氧气和 pH 值。当点分别与氧分子和氢离子反应时,会发出 DO 和 pH 的荧光信号。使用以 605 nm 为中心的光反射率来感测生物量。光学阵列有三个光检测器,每个变量一个,它们返回的信号经过预校准和后校准。对于需要氧气和呼吸二氧化碳的异养培养,与光学阵列同轴的中空纤维过滤器可给细胞供氧并去除二氧化碳。这提供了足以维持稳定状态条件下有氧呼吸的氧气水平。比较并讨论了两个生物反应器中酵母代谢的时间序列。生物反应器配置可以很容易地修改为自养培养,从而增强二氧化碳并去除氧气,这是光合藻类培养所必需的。
摘要:在过去的几十年中,遗传部件的标准化已成为一个越来越受关注的话题。为了简化分子克隆程序,同时使其更可预测和可重复,人们设计了几种生物标准,其中之一就是模块化克隆 (MoClo)。酵母 MoClo 工具包提供了一个大型特征化遗传部件库,并结合了全面而灵活的组装策略。在这里,我们的目标是 (1) 通过提供一个简单的设计工具将新部件纳入 MoClo 库来简化标准的采用;(2) 通过展示启动子部件中的 BglII 位点对蛋白质表达的影响来进一步表征工具包;(3) 扩展工具包,以便高效构建 gRNA 阵列、无标记整合盒和组合库。这些新增功能使工具包更适用于常见的工程任务,并将进一步促进其在酵母生物工程界的采用。关键词:酿酒酵母,工具包,模块化克隆,gRNA 阵列,基因组整合,文库构建■ 简介
微流控装置与荧光显微镜相结合,提供了高分辨率和高内涵的平台,用于研究芽殖酵母酿酒酵母的单细胞形态、行为和复制衰老的动态过程。然而,大量记录的图像使得数据处理工作非常耗费人力和时间,而酵母复制寿命 (RLS) 是酵母衰老的主要标准。为了解决这一限制并进行无标记的 RLS 分析,引入了可通过微流控装置中的微电极轻松功能化的电阻抗谱 (EIS) 来监测芽殖酵母的细胞生长和分裂。在此,提出了一种集成 EIS 生物传感器的微流控装置,以单细胞分辨率进行酵母增殖的原位阻抗测量,从而识别子代从母代分离的瞬时事件。单个酵母细胞被可靠地固定在瓶颈状陷阱中以进行连续培养,在此过程中子细胞在水力剪切力的作用下有效地从母细胞中分离出来。每 2 分钟进行一次延时阻抗测量以监测细胞过程,包括出芽、分裂和解剖。通过使用 K 均值聚类算法首次分析自定义参数“解剖指标”,从 EIS 信号中准确提取了子细胞脱离母细胞的瞬时事件。从而验证了基于阻抗传感技术识别子细胞解剖事件。随着进一步的发展,这种集成电阻抗生物传感器的微流控装置在高通量、实时、无标记分析出芽酵母的衰老和 RLS 方面具有良好的应用前景。
,由于其出色的特征,非规定的酵母菌吸引了人们日益增长的兴趣。近年来,CRISPR/CAS技术的出现提高了基因组编辑的效率和准确性。利用CRISPR/CAS在非规定酵母菌生物工程中的优势,已经取得了很多进步。由于其遗传背景中的多样性,建立各种非规定酵母的功能性CRISPR/ CAS系统的方式也是物种的特定物种。在本文中,我们总结了在不同规定的酵母中优化CRISPR/CAS系统的不同策略,及其在细胞工厂建设中的生物技术应用。此外,我们提出了一些潜在的方向,以扩大和改善CRISPR/CAS技术在非常规酵母中的应用。