工业生物技术和代谢工程对工业生物技术的影响,微生物发酵用于生产用于农业,家庭护理产品,化妆品以及食品和制药企业的多种化学物质。传统产品包括有机酸(乳酸,柠檬酸盐),抗生素,用作饲料添加剂的氨基酸,用于人类和牲畜的维生素,用于洗涤剂和多种工业过程的酶以及用作生物燃料的乙醇。近年来,还开发了微生物发酵过程来生产用于生产材料的商品化学物质(参见词汇表),以及生产用作食品和化妆品中成分的精细化学物质(Box 1)。这一开发的关键驱动因素是我们能够设计微生物细胞具有量身定制的代谢网络的能力,该网络非常适合生产一种特定产品,通常称为代谢工程[1,2]。在过去的20年中,代谢工程领域取得了巨大的进步[3],文献报告了数百种有关可能在市场上潜在使用的不同化学物质的学术研究。但是,对于这些学术项目,重要的是要扩展流程并确保该过程能够满足某些技术经济目标。在这里,出售商品的成本(COGS)是评估新过程的关键参数,因为如果产品可以在市场上竞争,则可以确定。后者可以大大不同,具体取决于产品。当提出了已经具有已建立市场的化学物质以及制造必须将其定位在市场中的新化学物质时,这将达到这一点。齿轮基本上取决于以下成本因素:(i)原材料成本,(ii)运营成本,(iii)生产设施的贬值,以及(iv)贬值研究和开发成本。例如,由于昂贵的临床试验和注册费,新颖的小麦克糖的开发成本通常高于商品化学品的发展成本。正如我们最近讨论的[4],工程的研发成本在过去的10年中有明显减少,因此,今天它们仅占开发新流程的成本的一小部分。此外,即使扩展新过程可能会昂贵,但这通常会导致生产一些可以出售或用于开发市场的产品,并且在整体
人类的遗传构成实际上是相同的,但是我们DNA的小差异引起了人口的巨大表型多样性。相比之下,人类微生物组的元基因组(居住在我们体内的微生物的总DNA含量)的变化更大,其中只有三分之一的成分基因在大多数健康个体中发现。了解“健康微生物组”中的这种变异性是微生物组研究的主要挑战,至少可以追溯到1960年代,继续通过人类微生物组项目及以后。对支持健康的必要和足够的微生物组特征进行分类,以及在健康人群中这些特征的正常范围,是识别和纠正与疾病有关的微生物构型的重要第一步。朝向这一目标,一些人口规模的研究记录了通常在健康人群的微生物中观察到的分类学组成和功能潜力的范围和多样性,以及可能的驱动因素,例如地理,饮食和生活方式。在这里,我们回顾了出现的“健康微生物组”的几个定义,当前对健康微生物多样性范围的理解以及分子功能的表征以及未来要解决的生态疗法的差距。
引用Chang,Huibin,Jie Xu,Luke A. Macqueen,Zeynep Aytac,Michael M. Peters,John F. Zimmerman,Tao Xu,Philip Demokritou和Kevin Kit Parker。2022。“用可生物降解的抗菌pullulan纤维进行高通量涂层延长保质期并减少鳄梨模型中的体重减轻。”自然食品3(6):428–36。
健康的阴道微生物组(VMB)由乳酸杆菌属属于乳酸菌。并提供针对入侵病原体的第一条防御线。阴道营养不良的特征是乳酸杆菌优势丧失和微生物多样性的增加,与不良生殖道疾病的风险增加有关,包括细菌性阴道病,有氧性阴道性阴道,外阴阴道念珠菌,性交性传播感染和怀孕的复杂性。目前,建议对抗生素和抗真菌剂进行高疗法的第一线处理,但它们也可以导致高复发和耐药性发育。作为替代方案,已利用乳酸杆菌恢复阴道菌群。在这篇评论文章中,我们讨论了基于实时生物治疗产品(LBP)的各种妇科感染和潜在干预措施中的阴道营养不良,重点是那些使用阴道内治疗方式调节VMB的人。基于这些,我们提供了有关设计表型和基因型筛选的关键因素,以选择细菌菌株,以用作阴道施用的微生物组指导的治疗剂。最后,为了强调该领域内的当前进展,我们提供了当前正在开发的LBP的概述,并通过发表的Recurrent BV,VVC和UTI的临床试验完成。我们还讨论了药物开发过程中的监管挑战,以协调VMB治疗中未来的研究工作。
©作者2024。Open Access本文是根据Creative Commons Attribution 4.0 International许可获得许可的,该许可允许以任何媒介或格式使用,共享,适应,分发和复制,只要您对原始作者和来源提供适当的信誉,请提供与创意共享许可证的链接,并指出是否进行了更改。本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的创意共享许可中,除非在信用额度中另有说明。如果本文的创意共享许可中未包含材料,并且您的预期用途不受法定法规的允许或超过允许的用途,则您需要直接从版权所有者那里获得许可。要查看此许可证的副本,请访问http://创建ivecommons。org/licen ses/by/4。0/。
肠道微生物群对生理过程的影响正在迅速在全球引起关注。尽管研究不足,但仍有可用的数据证明了肠道微生物群的串扰,以及该轴对繁殖的重要性。本研究回顾了肠道菌群对繁殖的影响。此外,还提出了肠道菌群调节男性和女性繁殖的可能机制。数据库,包括Embase,Google Scholar,PubMed/Medline,Scopus和Web of Science。的发现表明,肠道菌群通过调节类固醇性激素,胰岛素敏感性,免疫系统和性腺微生物群的循环水平来促进性腺功能。肠道菌群还改变了ROS的产生和细胞因子积累的激活。总而言之,可用的数据证明了肠道微生物群轴的存在,该轴对性腺功能的作用。然而,大多数数据是动物研究的诱人证据,而人类数据的数据很大。因此,使用动物模型验证实验研究报告的人类研究很重要。
严重抑郁症,也称为重度抑郁症(MDD),是一种普遍的心理和情感疾病,影响了全球估计有1.85亿人(1)。世界卫生组织将抑郁症分类为2008年全球疾病的第四个领先负担,预测表明,到2030年,它可能成为第二个领先的原因(2)。妇女受到不成比例的影响,与男性相比,患病率几乎翻了一番(1),这是发达国家和发展中国家都观察到的趋势(3)。各种理论(例如生物心理社会模型)试图阐明这种性别差异的根本原因,指出激素的差异(4、5),神经递质(5、6)和大脑结构(7,8)。最近的研究还探索了肠道微生物组和抑郁症之间的复杂关系,从而通过肠脑轴揭示了潜在的联系(9 - 31)。尽管已经取得了显着的进步,但仍然缺乏证据,以精确地阐明了驱动这些差异的机制或性别特定生物标志物的潜力。“肠道营养不良”的概念 - 肠道微生物组组成和功能的异常变化 - 作为MDD和其他精神疾病发病机理的潜在参与者的吸引力(9 - 31)。通过各种途径,包括神经,免疫和代谢机制,肠道微生物组与大脑之间的复杂通信为进一步探索提供了有希望的途径。最近的研究强调了MDD和对照组的个体之间肠道菌群组成的差异,这表明潜在的性别差异需要进一步研究(19,32 - 35)。此范围审查旨在探讨有关严重抑郁症与肠道微生物组之间关系的现有证据,尤其是在女性的背景下,同时总结了肠道微生物组的性别特定于男性和女性受试者的性别差异。
摘要:与大规模硅制造兼容的硅光子学是一个破坏性的光子平台,表明对行业和研究领域(例如量子,神经形态计算,LIDAR)具有重要意义。尖端应用,例如高容量相干的光学通信和杂差激元,已升级对集成窄线宽激光源的需求。为此,这项工作旨在通过开发高性能混合III-V/硅激光来满足这一要求。开发的集成激光器利用单个微孔谐振器(MRR),演示了超过45 dB的侧模式抑制比(SMSR)的单模操作,激光输出功率高达16.4 mW。远离需要多个复杂控制的当前混合/异质激光体系结构,开发的激光体系结构仅需要两个控制参数。重要的是,这是通过降低表征这些激光器的复杂性来简化工业采用的。通过简洁的结构和控制框架,实现了2.79 kHz的狭窄激光线宽,低相对强度噪声(RIN)达到-135 dB/hz。此外,在测量10 dB的信噪比(SNR)的情况下,证明了12.5 GB/s的光学数据传输。
抑郁症,预计是全球疾病负担的主要贡献者,是一种复杂的疾病,具有多种症状,包括情绪障碍和认知障碍。传统治疗(例如药物和心理疗法)通常会缺乏,促使人们采取了替代干预措施。最近的研究强调了肠道菌群在心理健康中的重要作用,影响了情绪和神经调节。粪便微生物群移植(FMT),从健康供体中输注粪便中的粪便中,是通过恢复肠道微生物平衡来减轻抑郁症状的有希望的策略。微生物甲状腺(MGB)轴代表了一种关键途径,通过该途径可以通过该途径能够纠正营养不良并调节神经精神上的结果。临床前研究表明,FMT可以增强神经化学物质并减少炎症标志物,从而减轻抑郁行为。此外,FMT在临床环境中表现出了希望,改善了抑郁症患者的胃肠道症状和整体生活质量。审查强调了肠脑轴在抑郁症中的作用,以及需要进一步研究以验证FMT的长期安全性和效率,确定特定的治疗性微生物菌株,并制定有针对性的微生物调节策略。促进我们对FMT的理解可以彻底改变抑郁症治疗,将范式转移到微生物组靶向疗法上。
