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World File Search Systemthermocellum
纤维素分解菌热纤梭菌中 IB 型和 II 型 CRISPR/Cas 基因组编辑系统的开发
C. thermocellum 强大的木质纤维素溶解活性使其成为生物燃料生产综合生物加工的最佳候选者。C. thermocellum 的遗传技术落后于模式生物，从而限制了改进生物燃料生产的尝试。为了提高对 C. thermocellum 进行工程改造的能力，我们表征了天然的 I-B 型和异源的 II 型成簇的规律间隔短回文重复 (CRISPR)/cas（CRISPR 相关）系统。我们将天然的 I-B 型系统重新用于基因组编辑。我们测试了三种嗜热 Cas9 变体（II 型），发现从 Geobacillus stear-othermophilus 中分离的 GeoCas9 在 C. thermocellum 中具有活性。我们采用 CRISPR 介导的同源定向修复将无义突变引入 pyrF 。对于这两种编辑系统，修复模板和基因组之间的同源重组似乎是限制步骤。为了克服这一限制，我们测试了三种新型嗜热重组酶，并证明从 Acidithiobacillus caldus 中分离的 exo / beta 同源物在 C. thermocellum 中具有功能性。对于 I-B 型系统，一种名为 LL1586 的工程菌株在 pyrF 基因座处产生了 40% 的基因组编辑效率，当表达重组机制时，这一效率增加到 71%。对于 II 型 GeoCas9 系统，观察到 12.5% 的基因组编辑效率，当表达重组机制时，这一效率增加到 94%。通过将嗜热 CRISPR 系统（I-B 型或 II 型）与重组酶相结合，我们开发了一种可实现高效 CRISPR 编辑的新工具。现在，我们准备利用 CRISPR 技术更好地改造 C. thermocellum，以增加木质纤维素降解和生物燃料生产。
在嗜热厌氧杆菌Aotearoense SCUT27中
(Pldh-ldh)与野生型相近，因此我们推测本菌株中质粒pIKM1大多为1个拷贝，这与Walker在C. thermocellum中的重测序数据一致，虽然最初已知该质粒在C. thermocellum中具有10-1000个拷贝数[9]，这可能可以解释电转化后MTCK平板上菌落数少的原因。如图5所示，使用组成型启动子表达sgRNA，在没有同源性定向修复的情况下，无论转入多少个质粒，细胞都会因染色体断裂而死亡。而在有同源性定向修复的情况下，只要转入一个质粒，细胞也会因质粒断裂而死亡(失去卡那霉素抗性)；
声力谱揭示碳水化合物结合模块的纤维素解离行为的细微差异
蛋白质吸附到固体碳水化合物界面对许多生物过程至关重要，特别是在生物质分解中。为了设计更有效的酶将生物质分解成糖，必须表征复杂的蛋白质-碳水化合物界面相互作用。碳水化合物结合模块 (CBM) 通常与微生物表面束缚的纤维素小体或分泌的纤维素酶相关，以增强底物的可及性。然而，由于缺乏机制理解和研究 CBM-底物相互作用的合适工具包，人们并不十分了解 CBM 如何识别、结合和与多糖分离以促进有效的纤维素分解活性。我们的工作概述了一种使用高度多路复用的单分子力谱分析研究 CBM 从多糖表面解离行为的通用方法。在这里，我们应用声学力谱 (AFS) 来探测热纤梭菌纤维素体支架蛋白 (CBM3a)，并测量其在生理相关的低力加载速率下从纳米纤维素表面的解离。展示了一种自动微流体装置和方法，用于将不溶性多糖均匀沉积在 AFS 芯片表面。野生型 CBM3a 及其 Y67A 突变体从纳米纤维素表面解离的断裂力表明不同的多峰 CBM 结合构象，并使用分子动力学模拟进一步探索结构机制。应用经典动态力谱理论，推断出零力下的单分子解离率，发现其与使用带有耗散监测的石英晶体微天平独立估算的本体平衡解离率一致。然而，我们的研究结果也强调了应用经典理论来解释纤维素 - CBM 键断裂力超过 15 pN 的高度多价结合相互作用的关键局限性。