铁硫 (Fe–S) 蛋白对于产甲烷菌进行甲烷生成和生物固氮(固氮)的能力至关重要。尽管如此,产甲烷菌中 Fe–S 簇生物合成所涉及的因素仍然很大程度上未知。最小 SUF Fe–S 簇生物合成系统 (即 SufBC) 被假定为产甲烷菌中的主要系统。本文研究了 SufBC 在含有两个 sufCB 基因簇的 Methanosarcina acetivorans 中的作用。CRISPRi-dCas9 和 CRISPR-Cas9 系统分别用于抑制或删除 sufC1B1 和 sufC2B2 。在任何测试条件下,包括固氮,无论是 sufC1B1 和 sufC2B2 的双重抑制还是同时删除 sufC1B1 和 sufC2B2 都不会影响 M. acetivorans 的生长。有趣的是,仅删除 sufC1B1 在所有生长条件下都会导致生长延迟表型,这表明 sufC2B2 的删除在没有 sufC1B1 的情况下起到了抑制突变的作用。此外,删除 sufC1B1 和/或 sufC2B2 不会影响 M. acetivorans 细胞中的总 Fe-S 簇含量。总体而言,这些结果表明最小 SUF 系统不是 M. acetivorans 中 Fe-S 簇生物合成所必需的,并挑战了 SufBC 在产甲烷菌中 Fe-S 簇生物合成中的普遍作用。
“Pomnik – Centrum Zdrowia Dziecka” 研究所 临床生物化学系 Agata Anna Cisek,文学硕士 产甲烷古菌在儿童非特异性炎症性肠病中的作用 医学博士学位论文 指导老师:Prof.哈博士n. med. Bożena Cukrowska 联合导师:Dr hab. n. 医学. Edyta Szymańska 华沙 2024
沼气是CO 2,CH 4和其他气体的小比例的混合物,是通过厌氧消化获得的生物燃料(AD)。沼气的生产通常被认为是黑匣子过程,因为涉及的一些微生物的作用和动力学仍然没有公开。先前在Micro4biogas项目(www.micro4biogas.eu)框架中的metataxonomic研究表明,在工业全尺度广告工厂中,MBA03是一种未经表征和未经文化的细菌分类群,非常普遍且丰富。令人惊讶的是,从未有过任何可培养的标本或基因组的报道,因此其在AD中的作用尚不清楚。在目前的工作中,测序了从厌氧消化园中得出的三十个样品,从而重建了108个元基因组组装的基因组(MAGS),可能属于MBA03。根据系统发育分析和基因组相似性指数,MBA03构成了一个新的细菌秩序,提出为Darwinibacteriales Ord。Nov。,其中包括Darwinibacter乙酰氧化物Gen。 11月,sp。 nov。 darwinibacteriaceae家族的家庭。 nov。,以及wallacebacter cryptica gen。 11月,sp。 nov。 Wallacebacteriaceae Fam。 nov。生态学研究确定AD过程是Darwinibacteriales的主要生态基础。 此外,代谢预测将darwinibacteraceae成员确定为推定的杂化乙酸乙酸氧化细菌(SAOB),因为它们编码了与甘氨酸裂解系统耦合的反向的木 - ljungdahl(W-L)途径。 这表明Darwinibacteraceae成员与营养古细菌合作在工业沼气植物中生产甲烷。Nov。,其中包括Darwinibacter乙酰氧化物Gen。 11月,sp。nov。 darwinibacteriaceae家族的家庭。nov。,以及wallacebacter cryptica gen。 11月,sp。nov。 Wallacebacteriaceae Fam。nov。生态学研究确定AD过程是Darwinibacteriales的主要生态基础。代谢预测将darwinibacteraceae成员确定为推定的杂化乙酸乙酸氧化细菌(SAOB),因为它们编码了与甘氨酸裂解系统耦合的反向的木 - ljungdahl(W-L)途径。这表明Darwinibacteraceae成员与营养古细菌合作在工业沼气植物中生产甲烷。总的来说,我们的发现表明达尔文尼比细菌是厌氧消化的潜在关键人物,并为这个新描述的细菌分类群的完整表征铺平了道路。
关于我们 Electrochaea GmbH 正在寻找一位积极主动且经验丰富的工艺工程师,以支持开发团队实现其生物甲烷化工艺的技术商业化。该公司正在开发一种颠覆性的新技术,将二氧化碳转化为甲烷,使用可再生能源和各种二氧化碳原料。Electrochaea 的电转气技术代表了一种商业上可行的解决方案,可用于公用事业规模的能源存储、电网平衡和碳回收。该技术的核心是一种专有的生物催化剂——一种适应性产甲烷古菌菌株,一种单细胞厌氧微生物——它可以有效地将氢气和二氧化碳转化为管道级甲烷,直接注入现有的天然气管网。该公司正在风能和太阳能渗透率高的市场(丹麦、瑞典、德国、比荷卢三国、英国、加利福尼亚等)商业化这种电转气技术,这些市场可再生能源的间歇性导致电力生产过剩时间延长。有利的市场也根据电价、激励计划和现有基础设施来定义。位置 慕尼黑南部 (Planegg)
摘要甲基辅酶 M 还原酶 (MCR) 催化甲烷生成的最后步骤,甲烷生成是一种微生物代谢,几乎所有的生物甲烷排放到大气中都是由它引起的。几十年的生化和结构研究已经对 MCR 的体外功能产生了详细的了解,但对于 MCR 和甲烷产菌生理之间的相互作用知之甚少。例如,虽然通常说 MCR 催化甲烷生成的限速步骤,但这尚未经过明确的测试。在本研究中,为了更直接地了解 MCR 对甲烷八叠球菌生长的控制,我们生成了一种染色体上具有可诱导的 mcr 操纵子的菌株,从而可以仔细控制 MCR 表达。我们表明,在底物充足的分批培养中,MCR 不会限制生长速率。但是,通过仔细滴定 MCR 表达,可以获得生长限制状态。对经历 MCR 限制的 M. acetivorans 进行转录组分析,揭示了一种整体反应,其中数百种基因在不同功能类别中存在差异表达。值得注意的是,MCR 限制导致甲基硫醚甲基转移酶的强烈诱导,这可能是由于代谢中间体的循环不足造成的。此外,mcr 操纵子不受转录调控,即它是组成性表达的,这表明当细胞经历营养受限或应激条件时,MCR 的过量可能是有益的。总之,我们表明存在广泛的细胞 MCR 浓度可以维持最佳生长,这表明合成代谢反应等其他因素可能是产甲烷生长的限速因素。
封面:国际大洋发现计划 (IODP) 船只(从左到右):地球号,一艘在西太平洋进行取芯的立管平台;JOIDES Resolution,在整个海洋中回收岩心;以及一艘任务专用平台 (MSP) 钻井船。虚线 — 代表深度。左图:地球号在 2012 年远征 377 号、地点 C0020 回收的产甲烷微生物群落,位于日本下北半岛 80 公里(50 英里)外的中新世煤层,海底 2 公里(1.25 英里)以下。中间:JOIDES Resolution 回收的古新世 - 始新世极热岩心。左侧岩芯取自太平洋沙茨基海隆 1209 号地点,取自 2387 米深的水下 (mbsl)。右侧岩芯取自南大西洋鲸湾海脊 1262 号地点,取自 4755 mbsl。颜色变化表明碳酸盐溶解。右图:MSP Expedition 364,M0077 号地点,从 Chicxulub 撞击坑边缘取芯。图中显示的是包含碎屑和熔岩的熔覆岩。照片来源:左图:JAMSTEC/IODP;中图和右图:IODP。参见相关文章,第 4-11 页。
布朗利水库是一个受汞 (Hg) 污染的水力发电水库,具有动态水文和地球化学条件,位于美国爱达荷州的赫尔斯峡谷综合体内。鱼类中的甲基汞 (MeHg) 污染是该水库令人担忧的问题。虽然甲基汞的产生历来被归因于硫酸盐还原菌和产甲烷古菌,但携带 hgcA 基因的微生物在分类学和代谢上是多样的,驱动汞 (Hg) 甲基化的主要生物地球化学循环尚不清楚。在本研究中,在连续四年 (2016-2019) 的分层时期测量了整个布朗利水库的汞形态和氧化还原活性化合物,以确定甲基汞产生的地点和氧化还原条件。对一组样本进行了宏基因组测序,以表征具有 hgcA 的微生物群落,并确定生物地球化学循环与甲基汞产生之间的可能联系。生物地球化学概况表明,原位水柱汞甲基化是甲基汞的主要来源。这些概况与以携带 hgcA 的微生物为重点的基因组解析宏基因组学相结合,表明该系统中的甲基汞生成发生在硝酸盐或锰还原条件下,而这些条件以前被认为可以阻止汞甲基化。利用这种多学科方法,我们确定了水文年际变化对氧化还原状态、微生物代谢策略、汞甲基化剂的丰度和代谢多样性以及最终对整个水库的甲基汞浓度的连锁效应。这项工作扩展了已知的有利于产生甲基汞的条件,并表明在某些地方通过硝酸盐或锰修正来缓解汞甲基化的努力可能会失败。
摘要 一个年轻的垃圾填埋场渗滤液含有高浓度的总氨,通常高达 2,700 mg/l,在两个不同的实验室规模厌氧反应器中进行了 1,015 天的厌氧处理,这两个反应器配置为污泥床和混合床。本文介绍了这项长期厌氧可处理性研究的最后 265 天。通过使用 FISH(荧光原位杂交)、克隆、DGGE(变性梯度凝胶电泳)和形态分析来识别优势微生物,将高氨浓度对反应器性能的影响与微生物多样性的变化相关联。结果表明,如果在氨浓度高时对反应器进水进行临时 pH 调节,则可以使用 UASB 或混合床反应器成功处理高氨垃圾填埋场渗滤液。因此,COD 去除效率与微生物多样性和反应器配置无关,而是取决于渗滤液的可生物降解部分。在这种情况下,低乙酸盐水平的反应器的稳定性由甲烷菌群的丰富性支持。在这两个反应器中,还检测到了一些甲烷杆菌科种群,而其他产甲烷菌种几乎不存在。然而,在第 860 天终止 pH 调节之后,由于游离氨浓度突然增加到 400 毫克/升,反应器立即变得不稳定。混合床的 COD 去除效率下降到 42%,UASB 反应器的 COD 去除效率下降到 48%。抑制持续时间不足以严重损害大量的甲烷菌细胞;因此,在两次游离氨抑制之后,许多甲烷菌细胞才再次被鉴定出来。然而,随后,甲烷菌细胞的长丝状形态转变为较短的丝状,并失去了聚集特性。关键词克隆;DGGE;FISH;游离氨;垃圾渗滤液;产甲烷菌