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塑料降解的创新生物技术方法：可持续废物管理的途径
塑料污染已升级为全球环境危机，数百万吨合成聚合物在生态系统中积累，对生物多样性和人类健康构成重大威胁。传统的塑料废物管理方法，如机械和化学回收，在可持续性方面表现出局限性，特别是对于聚乙烯 (PE) 和聚苯乙烯 (PS) 等聚合物，它们表现出明显的抗降解性。利用微生物酶和合成生物学的生物技术方法为解决这一紧迫问题提供了一种有希望的替代方案。促进聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 降解的酶（如 PETase 和 MHETase）与针对更难降解塑料的漆酶和脂肪酶结合，在分子水平上分解塑料方面表现出了巨大的潜力。尽管取得了这些进展，但在降解效率方面仍然存在挑战，尤其是对于非 PET 塑料，以及扩大这些生物技术工艺的经济可行性。此外，温度、pH 值和氧气水平等环境参数显著影响酶的功能，而监管和社会障碍阻碍了转基因生物 (GMO) 的利用。尽管如此，蛋白质工程、基于 CRISPR 的基因编辑等新兴技术以及生物反应器等工业应用为克服这些挑战提供了途径。本文探讨了生物技术塑料降解的当前形势、挑战和前景，强调了其对实现全球循环经济目标和加强可持续废物管理战略的潜在贡献。
fmo-4促进了ER的寿命和压力抗性。
含摘要黄素单加氧酶（FMO）是一种保守的异种生物酶家族，包括多种寿命干预措施，包括线虫和小鼠模型。以前的工作支持秀丽隐杆线虫FMO-2通过重新布线内源代谢来促进寿命，抗压力和健康状态。但是，有五个秀丽隐杆线虫FMO和五个哺乳动物FMO，尚不清楚促进长寿和健康益处是否是该基因家族的保守作用。在这里，我们报告说，秀丽隐杆线虫FMO-4的表达促进了饮食限制和MTOR抑制下游的寿命延伸和偏花应力抗性。我们发现，仅皮下注射中FMO-4的过表达就足以容纳这些好处，并且该表达显着修饰了转录组。通过分析基因表达的变化，我们发现与钙信号相关的基因被显着改变了FMO-4的下游。强调了钙稳态在该途径中的重要性，FMO-4过表达的动物对Thapsigargin敏感，Thapsigargin是一种ER胁迫，可抑制从细胞质到ER腔的钙通量。这种钙/ FMO-4的相互作用通过数据巩固，表明用小分子或遗传学调节细胞内钙可以改变FMO-4的表达和/或与FMO-4相互作用，以影响寿命和抗压力。进一步的分析支持一条途径，其中FMO-4调节激活转录因子-6（ATF-6）下游的钙稳态（ATF-6），其敲低引起并需要FMO-4表达。一起，我们的数据将FMO-4识别为延长的基因，其作用与已知的寿命途径和钙稳态相互作用。
CRISPR/Cas9 介导大转基因整合至猪 CEP112 基因座
摘要 成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 相关蛋白 9 (Cas9) 是一种精确的基因组操作工具，可在各种细胞和生物体中产生靶向基因突变。尽管 CRISPR/Cas9 可以有效地产生基因敲除，但同源定向修复介导的基因敲入 (KI) 效率仍然很低，尤其是对于大片段整合。在本研究中，我们建立了一种有效的方法，用于 CRISPR/Cas9 介导的大型转基因盒整合，该盒携带唾液腺表达的多种消化酶 (20 kbp) 在猪胎儿成纤维细胞 (PFF) 的 CEP112 基因座中。我们的结果表明，使用具有短臂和长臂的最佳同源供体在 CEP112 基因座中产生了最好的 CRISPR/Cas9 介导的 KI 效率，并且 CEP112 基因座的靶向效率高于 ROSA26 基因座。CEP112 KI 细胞系被用作核供体，进行体细胞核移植以创建转基因猪。我们发现 KI 猪 (705) 在唾液腺中成功表达三种微生物酶 (b-葡聚糖酶、木聚糖酶和植酸酶)。这一发现表明 CEP112 基因座通过组织特异性启动子支持外源基因表达。总之，我们利用我们的最佳同源臂系统成功地在猪体内靶向 CEP112 基因座，并建立了一种改良的猪唾液中表达外来消化酶的模型。
肠道细菌通过还原的Osrabc途径代谢天然和合成类固醇激素
肠道细菌通过还原1 osrabc途径2 3基督教雅各比（Christian Jacoby Dufault-Thompson，3 Brantley 5 Hall，4 Xiaofang Jiang，3和Samuel H. Light 1,2＃6 7 1 Duchossois家庭研究所，芝加哥大学，芝加哥大学，伊利诺伊州芝加哥大学，美国8 2美国芝加哥大学，芝加哥大学，芝加哥大学，芝加哥大学，伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州大学9 3国立医学学院，莫尔，贝尔克斯，贝尔斯，贝特斯，莫尔，贝尔特，米尔德，米尔德，米尔德。遗传学，马里兰州大学，大学公园，美国马里兰州11号大学公园，12 13 *这些作者同样贡献了14＃地址与samlight@uchicago.edu.edu 15 16 15 16 17摘要18类固醇激素代谢对肠道微生物组具有多种影响，对哺乳动物19的生理学有多种影响，但对潜在的机制和广泛的重要性却是20个劳动，而又有20个累积的不足。在这里，我们分离了一种新型的人肠道细菌，类固醇梭状芽胞杆菌t21菌株HCs.1，可将皮质醇，孕酮，睾丸激素和相关类固醇激素降低到223β，5β-二甲基二氢固醇产物。通过转录组学和异源酶谱分析，23我们鉴定并生化表征了梭状芽胞杆菌osrabc osrabc还原类固醇24激素途径。OSRA是一种3-氧 - δ1-硬固醇还原酶，其选择性靶向合成类固醇激素中存在的δ1-25键，包括抗炎皮质类固醇26泼尼松酮和脱氧塞米松。OSRC是一种3-氧-5β-类固醇28激素氧化还原酶，可将5β-中间体降低至3β，5β-四氢产物。OSRB是一种混杂的3-氧 - δ4-替代激素还原酶27，将类固醇激素转化为5β-二羟基固醇中间体。 我们发现29认为OSRA和OSRB同源物预测不同肠道细菌30中类固醇激素还原酶活性，并富含克罗恩病粪便元基因组。 这些研究因此确定了肠道中还原性类固醇激素代谢的基础31，并在消耗抗炎性皮质类固醇的炎症32疾病和微生物酶之间建立了联系。 33 34致谢35在本出版物中报道的研究得到了36卫生研究院的资金（NIGMS R35GM146969和NIDDK P30DK042086）的资金，这是通过芝加哥大学中心37，用于炎症性肠道言语和SEARLARS SCHORARS 38 ASE SES SES的互比研究（ Deutsche Forschungsgemeinschaft（DFG，德国研究39基金会） - Projektnummer 542537779（送给C.J.）。 40OSRB是一种混杂的3-氧 - δ4-替代激素还原酶27，将类固醇激素转化为5β-二羟基固醇中间体。我们发现29认为OSRA和OSRB同源物预测不同肠道细菌30中类固醇激素还原酶活性，并富含克罗恩病粪便元基因组。这些研究因此确定了肠道中还原性类固醇激素代谢的基础31，并在消耗抗炎性皮质类固醇的炎症32疾病和微生物酶之间建立了联系。33 34致谢35在本出版物中报道的研究得到了36卫生研究院的资金（NIGMS R35GM146969和NIDDK P30DK042086）的资金，这是通过芝加哥大学中心37，用于炎症性肠道言语和SEARLARS SCHORARS 38 ASE SES SES的互比研究（ Deutsche Forschungsgemeinschaft（DFG，德国研究39基金会） - Projektnummer 542537779（送给C.J.）。40
深入了解植酸酶产生微生物对植酸溶解和土壤可持续性的影响
食品需求的不断增长增加了对化学肥料的依赖，这些肥料促进植物快速生长和产量，但会产生毒性并对营养价值产生负面影响。因此，研究人员正致力于寻找安全食用、无毒、生产过程成本低、产量高且需要大量生产易得底物的替代品。微生物酶的潜在工业应用已显著增长，并且在 21 世纪仍在增长，以满足快速增长的人口的需求并应对自然资源的枯竭。由于对此类酶的需求很高，植酸酶已得到广泛研究，以降低人类食品和动物饲料中的植酸含量。它们构成有效的酶组，可以溶解植酸，从而为植物提供丰富的环境。植酸酶可以从各种来源中提取，例如植物、动物和微生物。与植物和动物植酸酶相比，微生物植酸酶已被确定为有效、稳定且有前途的生物接种剂。许多报告表明，微生物植酸酶可以利用现成的底物进行大规模生产。植酸酶在提取过程中既不涉及使用任何有毒化学品，也不会释放任何此类化学品；因此，它们符合生物接种剂的资格，并支持土壤的可持续性。此外，植酸酶基因现在被插入到新的植物/作物中，以增强转基因植物，从而减少对补充无机磷酸盐的需求和环境中磷酸盐的积累。本综述涵盖了植酸酶在农业系统中的重要性，强调了它的来源、作用机制和广泛的应用。
摘要：基因组编辑，特别是使用 CRISPR-Cas9，是操纵基因组（包括大肠杆菌）的强大工具。本研究旨在
摘要：基因组编辑，特别是使用 CRISPR-Cas9，是操纵基因组（包括大肠杆菌）的有力工具。本研究旨在利用 CRISPR-Cas9 对大肠杆菌中的 lacZ 基因进行遗传工程改造，以评估其在红薯皮（Ipomoea batatas）深层发酵过程中在淀粉酶产生中的作用。在 37ºC、pH 6.2、7.0 和 8.4 条件下培养编辑型和野生型大肠杆菌，并使用硫酸铵纯化所得淀粉酶。使用淀粉作为葡萄糖源筛选淀粉酶的产生，并在不同温度和 pH 水平下进行酶表征。没有向导 RNA (gRNA) 和阿拉伯糖的 CRISPR-Cas9 编辑的大肠杆菌显示蓝色菌落，而有 gRNA、Cas9 但没有阿拉伯糖的 CRISPR-Cas9 编辑的大肠杆菌没有菌落。用 Cas9 和阿拉伯糖但不加 gRNA 编辑的大肠杆菌也产生了蓝色菌落。当暴露于 Cas9、gRNA 和阿拉伯糖时，菌落表现出白色表型。凝胶电泳显示，暴露于 Cas9 和阿拉伯糖的大肠杆菌在 650 bp 处有两条带，而暴露于不含 gRNA 和阿拉伯糖的 Cas9 的蓝色菌落则在 1,100 bp 处显示条带。阳性对照显示三条不同的条带，而阴性对照没有。淀粉酶筛选显示野生型大肠杆菌和 CRISPR 编辑的大肠杆菌有相似的透明区。在发酵 15 天期间，pH 8.4 为野生型大肠杆菌的生长提供了最有利条件，pH 7.0 为 CRISPR 编辑的大肠杆菌的生长提供了最有利条件。温度和 pH 值测定表明，野生型和 CRISPR 编辑的大肠杆菌在 45ºC 和 pH 7 下均表现出相似的最大淀粉酶活性，酶产量没有显着差异。这些结果表明 lacZ 基因对大肠杆菌中的淀粉酶产生没有显着影响。 DOI：https://dx.doi.org/10.4314/jasem.v28i10.5 许可证：CC-BY-4.0 开放获取政策：JASEM 发表的所有文章均为开放获取文章，任何人都可以免费下载、复制、重新分发、转发、翻译和阅读。版权政策：© 2024。作者保留版权并授予 JASEM 首次出版权。本文的任何部分均可未经许可重复使用，但必须引用原始文章。引用本文为：MINARI, J. B; NWOSU, GE; DADA, I. S; ABDULAZEEZ, DO (2024)。使用马铃薯皮（Ipomea batata）作为酶源，分离和表征由 CRISPR-Cas 9 编辑的 LacZ 基因和未编辑的大肠杆菌产生的淀粉酶。应用科学与环境管理杂志 28 (10) 2981-2989 日期：收到日期：2024 年 7 月 7 日；修订日期：2024 年 8 月 15 日；接受日期：2024 年 8 月 19 日出版日期：2024 年 10 月 5 日关键词：CRISPR Cas9 基因编辑、lacZ 基因、大肠杆菌、马铃薯皮发酵、淀粉酶理想的代谢催化剂是酶，它通过明确定义的途径提供各种内源性生化反应。（Singh 等人，2019 年）。由于酶存在于所有自然界物种中，包括植物、动物、和微观微生物，它们可用于工业用途。此外，在受控情况下，各种微生物酶被识别