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Bioremediation00:46

Bioremediation

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Bioremediation is the use of prokaryotes, fungi, or plants to remove pollutants from the environment. This process has been used to remove harmful toxins in groundwater as a byproduct of agricultural run-off and also to clean up oil spills.
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Plant Breeding and Biotechnology01:59

Plant Breeding and Biotechnology

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Crop cultivation has a long history in human civilization, with records showing the cultivation of cereal plants beginning at around 8000 BC. This early plant breeding was developed primarily to provide a steady supply of food.
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Microbial Fermentation01:23

Microbial Fermentation

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Fermentation is a crucial anaerobic metabolic process that enables microbes to derive energy from sugar without relying on oxygen or an electron transport chain. This process is fundamental to various biological and industrial applications and is classified based on the metabolic products generated.Role of Pyruvate in FermentationPyruvate and its derivatives serve as key electron acceptors in fermentative pathways. The oxidation of NADH to regenerate NAD+ is essential for the continuation of...
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Bioreactor Controls-III01:22

Bioreactor Controls-III

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Strain improvement is a foundational strategy in industrial microbiology aimed at maximizing microbial productivity, particularly because natural isolates typically yield commercially valuable products in very low concentrations. Although optimizing the culture medium and environmental conditions can improve yields, these adjustments are inherently limited by the organism’s genetic potential. As a result, the focus shifts toward genetic modifications to enhance biosynthetic capacity. The...
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Production of Biopesticides01:18

Production of Biopesticides

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Biopesticides offer a sustainable alternative to chemical pesticides, utilizing microbial agents to control agricultural pests. Bacillus thuringiensis (Bt) is a widely employed bacterium known for its potent insecticidal activity. Bt biopesticides are favored for their specificity to insect pests, minimal environmental impact, and natural degradability.Mechanism of Bt Toxin Action Bt produces insecticidal crystal (Cry) proteins during its sporulation phase. These proteins form parasporal...
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Biofuels01:25

Biofuels

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The microbial conversion of organic matter into biofuels holds potential as a renewable energy source. Among biofuel sources, microalgae are recognized as a highly efficient and adaptable feedstock for biodiesel production, owing to their rapid biomass accumulation, elevated lipid productivity, and capacity to proliferate in diverse aquatic systems, including freshwater, marine, and wastewater habitats. Unlike terrestrial crops, microalgae do not compete for land and can achieve significantly...
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Hacia la edición de genes y el pretratamiento de torrefacción para la funcionalización del biochar

Congyu Zhang1, Kuifeng Hao1, Wei-Hsin Chen2

  • 1School of Resources and Environment, Northeast Agricultural University, Harbin, 150030, China.

Trends in biotechnology
|August 29, 2025
PubMed
Resumen

Las innovaciones en la producción de biocarbón combinan la edición genética y la ingeniería verde para materiales avanzados. Este enfoque mejora las propiedades del biocarbón para el almacenamiento sostenible de energía, el control de la contaminación y el secuestro de carbono, apoyando una bioeconomía circular.

Palabras clave:
Funcionalización del biocarburantetorrefacción de la biomasaSustentabilidad medioambientalEdición de genesOptimización del rendimiento

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Área de la Ciencia:

  • Biotecnología y ingeniería termoquímica
  • Ciencias de los materiales
  • Ciencias del medio ambiente

Sus antecedentes:

  • La creciente demanda de materiales sostenibles y tecnologías neutras en carbono impulsa la innovación en biocarbón.
  • La producción convencional de biocarbón se enfrenta a limitaciones en la conductividad y la porosidad, a menudo confiando en métodos de activación basados en combustibles fósiles.
  • Las tecnologías de edición de genes ofrecen un control preciso de la composición de la biomasa, lo que mejora la procesabilidad del biocarbón.

Objetivo del estudio:

  • Explorar la sinergia entre la biotecnología y la ingeniería termoquímica para la producción avanzada de biocarbón.
  • Mejorar la funcionalidad del biocarburante, específicamente la porosidad y la conductividad, para diversas aplicaciones.
  • Destacar el potencial de la transición de las innovaciones en biocarbón a escala de laboratorio hacia aplicaciones industriales.

Principales métodos:

  • Utilizando tecnologías de edición de genes para reducir con precisión la lignina y mejorar la celulosa en la biomasa leñosa.
  • El uso de un proceso de torrefacción-pirólisis en dos etapas para la producción de biocarbón.
  • La integración de la modificación genética con el procesamiento termoquímico avanzado.

Principales resultados:

  • La edición de genes mejora la procesabilidad de la biomasa para el biocarbón.
  • La torrefacción-pirólisis en dos etapas produce biocarbón con una mayor porosidad y conductividad.
  • El enfoque combinado permite una funcionalidad de biocarburante a medida.

Conclusiones:

  • La integración de la precisión genética en la modificación de la biomasa con los principios de ingeniería verde en el procesamiento termoquímico es clave para crear biocarbón de alto valor.
  • Este enfoque sinérgico facilita el desarrollo de materiales avanzados para el almacenamiento de energía, la mitigación de la contaminación y el secuestro de carbono.
  • El éxito de la escala y la adopción de estas tecnologías puede avanzar significativamente en la bioeconomía circular y en los esfuerzos mundiales de descarbonización.