CRISPR 技术的最新发展为改进梭菌属专用的基因组编辑工具开辟了新的可能性。在本研究中,我们改进了基于该技术的双质粒工具,以便对产生丙酮/丁醇/乙醇 (ABE) 或异丙醇/丁醇/乙醇 (IBE) 混合溶剂的两种拜氏梭菌参考菌株的基因组进行无瘢痕修饰。在 NCIMB 8052 ABE 生产菌株中,SpoIIE 孢子形成因子编码基因的失活导致孢子形成缺陷的突变体,并且通过用功能性 spoIIE 基因补充突变菌株可以恢复此表型。此外,将真菌纤维素酶编码 celA 基因插入拜氏梭菌 NCIMB 8052 染色体中,产生具有内切葡聚糖酶活性的突变体。接下来,我们采用类似的双质粒方法对天然 IBE 产生菌株 C. beijerinckii DSM 6423 的基因组进行编辑,该菌株此前从未进行过基因工程改造。首先,删除赋予甲砜霉素抗性的 catB 基因,使该菌株与我们的双质粒编辑系统兼容。作为概念验证,我们在 C. beijerinckii DSM 6423 Δ catB 中使用了我们的双质粒系统,以去除内源性 pNF2 质粒,从而大幅提高转化效率。
体细胞突变可能在植物进化中起作用,但与植物体细胞突变有关的常见期望仍未得到充分的测试。与大多数动物不同,假定植物种系在发育后期被搁置,这导致人们期望植物会沿生长积累体细胞突变。因此,对躯体突变的命运做出了一些预测:突变在植物组织中的频率通常很低。高频的突变具有更高的代际传播的机会。树的分支拓扑决定了突变分配;暴露于紫外线(紫外线)辐射会增加诱变。为了深入了解植物中突变的积累和传播,我们产生了两个高质量的参考基因组和一个独特的数据集,该数据集的60个高覆盖范围 - 整体 - 基因组序列的两种热带树种,番茄科植物(Fabaceae)(fafaceae)(fafaceae)和sextonia rubra(lauraceae)。,我们在D.圭亚那的D. guianensis中发现了15,066个从头突变,在S. rubra中发现了3,208个,令人惊讶的是,几乎全部都以低频发现。我们证明1)低频率突变可以传输到下一代; 2)突变系统发育偏离树的分支拓扑; 3)突变率和突变光谱并不明显受到紫外线暴露差异的影响。总的来说,我们的结果表明,植物生长,衰老,紫外线暴露和突变速率之间的联系比通常想象的要复杂得多。
百日咳的主要病原体百日咳是一种重新出现的病原体,最近中国爆发了疫苗耐药菌株,并出现了大环内酯类耐药菌株,这对该疾病的控制提出了新的担忧。因此需要新的疫苗和潜在的新抗生素。百日咳博德特氏菌培养繁琐,需要几天的生长时间才能在琼脂培养基上计数分离的菌落,这使得大规模筛选新的抗百日咳博德特氏菌化合物或对大量免疫血清进行功能评估变得困难。在此,我们开发了一种可扩展、快速、高通量的基于发光的百日咳博德特氏菌生长抑制测定法 (BGIA),以量化用抗百日咳博德特氏菌化合物处理后存活的细菌。发现发光和菌落形成单位之间存在很强的相关性 (r2 = 0.9345, p < 0.0001),并且 BGIA 表现出高灵敏度和重现性。我们在此证明,BGIA 可用于以易于操作和快速的方式量化百日咳博德特氏菌对抗生素的耐药性、对补体和对人血清的敏感性。我们优化了该检测方法,并测试了不同百日咳博德特氏菌菌株和生长条件对血清和补体敏感性的影响。我们还发现了补体独立的抗体介导的百日咳博德特氏菌生长抑制。因此,BGIA 可有效地用于大规模血清研究,以进一步在功能水平上研究抗百日咳博德特氏菌免疫反应,以及用于筛选百日咳博德特氏菌菌株对抗生素或补体的耐药性,以及用于新型抗百日咳博德特氏菌化合物的高通量筛选。
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。
我们认为对替代地点的审查还不够充分。M42 的 5 号交叉口处有一个大型变电站(称为 Copt Heath 132/11KV 变电站),似乎“可能适合”连接(参考阿灵顿能源站点评估报告)。仅在申请地点 1 公里范围内评估了替代 POC 站点。我们认为这不是一次详尽的调查。因此,尚未确定使用该站点的必要性。尽管被描述为临时开发,但这将破坏绿化带 40 年。任何缓解种植都无法充分减少开发在长达 10/15 年或更长时间内的重大视觉影响。
亚历山大·K·汉森 加州州立大学弗雷斯诺分校 电子邮件:akhansen@mail.fresnostate.edu 科学与数学学院 网站:https://alexandriahansen.com 2555 E. San Ramon Avenue Twitter:https://twitter.com/AliKaaay Fresno, CA 93740-8034 电话:(559) 278-1676 现任职务 2018 年至今 科学助理教授 教师教育联合协调员 自然科学学位项目 助理主任,STEM 教育中心 加州州立大学弗雷斯诺分校 教育 2018 年加州大学圣巴巴拉分校博士学位科学教育委员会:Danielle Harlow 博士、Julie Bianchini 博士和 Jason Duque 博士 论文:预备小学教师对创客博览会活动的设计和促进如何影响儿童学习的差异 2015 加州大学圣巴巴拉分校 科学教育文学硕士 2011 洛杉矶洛约拉马利蒙特大学 中学科学教学证书(2013 年通过) 2010 加州大学欧文分校 生物科学理学学士;教育辅修 专业经历 2016-18 研究生研究员 , 加州大学圣巴巴拉分校教育系 科学与数学教师研究计划 (SMTRI) 2016-18 研究生研究员 , 加州大学圣巴巴拉分校教育系 CalTeach:科学与数学计划 2013-18 项目协调员 , 加州纳米系统研究所,加州大学圣巴巴拉分校 科学思想学院 2016 课程设计师兼顾问 沃尔夫探索与创新博物馆 (MOXI),加州圣巴巴拉 2013-16 研究生研究员 , 加州大学圣巴巴拉分校计算机科学系 开发基础学习进程以整合计算思维 2014-15 研究生评估员 , 加州纳米系统研究所,加州大学圣巴巴拉分校科学与工程合作中心