梭状芽胞杆菌差的差异(以前是梭状芽胞杆菌[1])是发达国家与医院相关腹泻的主要原因。近年来,其流行率归因于高呼吸菌株的出现,尤其是属于BI/NAP1/PCR Ribotype 027(RT 027)的菌株的出现,这些菌株会详细征集毒素A/B的高滴度,从而产生二元毒素,并产生二元毒素并表现出增加孢子的倾向[2]。将其基因组测序的第一个RT 027菌株是R20291菌株[3],负责2006年在英国Stoke Mandeville医院发生重大爆发。,R20291已成为研究最多的实验室菌株之一。对梭形基因组序列数据的全面开发依赖于正向和反向遗传学工具的应用[4],最著名的是基于内含子重新定位的封闭技术[5]。初始
腹泻疫苗提供全面保护。GUARDIAN® 是一种完整的新生儿腹泻(腹泻)疫苗,具有广泛的抗原,与断奶前奶牛腹泻的四种主要细菌和病毒病因有关,包括:• 轮状病毒 G6 型和 G10 型 • 冠状病毒 1 型和 3 型 • 产气荚膜梭菌 C 型和 D 型 • 大肠杆菌 K99 型 给干奶牛和妊娠后期小母牛接种 GUARDIAN 可提高其初乳中的抗体浓度,结合初乳管理可减少或消除给单个小牛接种疫苗的需要。
梭状芽胞杆菌艰难梭菌(以前是艰难梭菌)是抗生素 - 腹泻腹泻的常见原因,它会导致严重的死亡率和发病率以及医疗保健系统的高成本[1,2]。在千年开始时,PCR核糖型(RT)027在医疗保健环境中的传播将焦点放在c上。艰难梭菌感染(CDI)作为医生疾病[3]。近年来,已经观察到与社区相关的CDI发生率的升高[4]。C的流行病学研究最常见的方法。艰难梭菌,例如PCR核分型和多焦点序列分型(MLST),仅提供适度的分辨率,不足以进行爆发研究[5]。使用核心基因组MLST(CGMLST)或单核苷酸多态性(SNP)分析来分析由整个基因组测序(WGS)产生的数据[6],并且揭示了医疗保健系统中仅考虑CDI病例的一小部分的传播。这表明无症状的运输或环境源在C的传播中起着重要作用。艰难梭菌[7]。梭状芽胞杆菌艰难梭菌也可以由猪和其他牲畜携带[8],并已成为新生小猪搜查的原因[9]。使用WGS [10,11]中描述了活股和人之间的潜在传播,尤其是RT078被认为具有人畜共患潜力[12]。2011年,这与瑞典南部的一次基于医院的暴发有关[15]。簇,该RT是2009 - 2013年瑞典人类中最常孤立的RT之一[15]。在同一时间,这是瑞典中部多种繁殖农场的小猪中唯一发现的RT [16]。尚未为RT046建立人畜共患关系,并且克隆多样性,农场内随时间变化,或者目前已知与人类分离株的关系。这项研究的目的是检测瑞典养猪场和人类CDI病例之间RT046的传播,并使用WGS研究猪群中的RT046多样性。使用两个CGMLST方案和一项SNP分析进行了多个分析策略。
将木质纤维素底物微生物转化为燃料和平台化学中间体为建立可行的生物经济提供了一条可持续的途径。然而,这种方法面临着一系列关键的技术、经济和可持续性障碍,包括:底物利用不充分、木质纤维素水解产物和/或最终产品毒性、产品回收效率低下、培养要求不兼容以及生产率指标不足。开发具有适合在工艺相关条件下高产率转化木质纤维素底物天然特性的生产宿主,提供了一种绕过上述障碍并加速微生物生物催化剂部署开发的方法。酪丁酸梭菌是一种天然的短链脂肪酸生产菌,它表现出一系列特性,使其成为转化木质纤维素底物的理想候选菌,因此是微生物生产各种羧酸衍生产品套件的有希望的宿主。本文回顾了该细菌作为工业微生物细胞工厂的开发的最新进展和未来方向,重点是利用木质纤维素底物和代谢工程方法。
DBT-NIAB 科学家研究印度奶牛以获取治疗结核病的药物 结核病 (TB) 是全球主要死亡原因之一。2018 年全球约有 1000 万新发病例和 150 万人死亡。它是艾滋病毒感染者的主要杀手,也是与抗菌素耐药性 (AMR) 相关死亡的主要原因。印度是该病负担最重的国家,估计发病率约为 269 万例。据报道,相当一部分人类结核病是由牛分枝杆菌引起的,牛分枝杆菌是牛结核病 (牛结核病或 BTB) 的主要病原菌。换句话说,牛是人畜共患结核病的主要宿主。更糟糕的是,牛的结核病也是由人类结核杆菌 M. Tuberculosis 引起的。由于多种原因,牛结核病和人畜共患结核病对印度的健康提出了独特的挑战。
梭菌属菌株用于生产各种增值产品,包括燃料和化学品。任何商业上可行的生产工艺的开发都需要菌株和发酵工艺开发策略的结合。梭菌属的菌株开发可以通过随机诱变和靶向基因改造方法实现。然而,由于缺乏有效的基因组和转录组工程工具,通过靶向基因改造方法对梭菌属的菌株进行改良具有挑战性。最近,已经开发出各种合成生物学工具来促进产溶剂梭菌的菌株工程。在这篇综述中,我们整合了产溶剂梭菌基因组和转录组工程工具箱开发的最新进展。在这里,我们回顾了采用移动 II 组内含子、pyrE 等位基因交换和 CRISPR/Cas9 的基因组工程工具及其在梭菌属菌株开发中的应用。接下来,在梭菌菌株工程的背景下,还讨论了转录组工程工具,例如非翻译区 (UTR) 工程和合成 sRNA 技术。应用任何这些讨论的技术都将促进梭菌的代谢工程,以开发具有所需功能属性的改良菌株。这可能导致开发出一种经济可行的丁醇生产工艺,提高滴度、产量和生产率。
拜氏梭菌 (Clostridium beijerinckii) 是一种很有前途的丁醇工业生产微生物,但其丁醇产量低且缺乏高效的基因工程工具包。一些负责 Spo0A 磷酸化的组氨酸激酶 (HK) 已被证实是调控溶剂型梭菌 (如丙酮丁醇梭菌) 丁醇生物合成的重要功能组分,但尚未在拜氏梭菌中进行有关 HK 的研究。本研究通过序列比对,筛选出 6 个已注释但尚未鉴定的候选 HK 基因,这些基因与丙酮丁醇梭菌的基因具有部分同源性(不低于 30%)。利用基于 CRISPR-Cas9n 的基因组编辑技术删除这些 HK 基因的编码区。 cbei2073 和 cbei4484 的缺失导致丁醇生物合成发生显著变化,与野生型相比,丁醇产量分别增加了 40.8% 和 17.3% (13.8 g/L 和 11.5 g/L vs. 9.8 g/L)。观察到丁醇生产速率更快,丁醇生产率分别大幅提高了 40.0% 和 20.0%,表明这两个 HK 在调节 C. beijerinckii 细胞代谢中起重要作用。此外,两个 HKs 失活菌株的孢子形成频率分别降低了 96.9% 和 77.4%。与野生型相比,另外四个 HK 缺失突变菌株(包括 cbei2087、cbei2435、cbei4925 和 cbei1553)表现出的表型变化很小。本研究揭示了HKs在拜氏梭菌中孢子形成和溶剂生成中的作用,并提供了一种新的HKs工程化策略来提高代谢物的产量。本研究产生的高丁醇生产菌株在工业生物丁醇生产中具有巨大的潜力。
产气荚膜梭菌肠毒素 (CPE) 可用于消除细胞表面 CPE 受体(一种 claudins 亚群,例如 Cldn3 和 Cldn4)过表达的癌细胞。但是,CPE 无法靶向仅表达 CPE 不敏感 claudins(例如 Cldn1 和 Cldn5)的肿瘤。为了克服这一限制,使用结构引导修饰来生成可以与 Cldn1、Cldn2 和/或 Cldn5 强结合的 CPE 变体,同时保持与 Cldn3 和 Cldn4 结合的能力。这使得 (a) 能够靶向最常见的内分泌恶性肿瘤,即 Cldn1 过表达的甲状腺癌,以及 (b) 能够更好地靶向全球最常见的癌症类型,即非小细胞肺癌 (NSCLC),该类型的特点是高表达几种 claudins,包括 Cldn1 和 Cldn5。不同的 CPE 变体,包括新型突变体 CPE-Mut3 (S231R/S313H),被应用于甲状腺癌 (K1 细胞) 和 NSCLC (PC-9 细胞) 模型。体外实验中,CPE-Mut3 而非 CPEwt 表现出对 K1 细胞的 Cldn1 依赖性结合和细胞毒性。对于 PC-9 细胞,与 CPEwt 相比,CPE-Mut3 改善了紧密连接蛋白依赖性的细胞毒性靶向性。体内实验中,在带有 K1 或 PC-9 肿瘤的异种移植模型中瘤内注射 CPE-Mut3 可诱导坏死并减缓两种肿瘤类型的生长。因此,通过使用新型 CPE-Mut3,定向修饰 CPE 能够消灭 CPEwt 无法靶向的肿瘤实体,例如过表达 Cldn1 的甲状腺癌。
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。