转录基因分析揭示了在高基质负载下运行的暗发酵反应堆中产生和homoacetogenesis基因的共同表达
José de Jesús Montoya-Rosales1, Aura Ontiveros-Valencia1, Diego A Esquivel-Hernández2
1División de Ciencias Ambientales, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica A.C., Camino a la Presa San José 2055, Lomas 4a Sección, C.P. 78216 San Luis Potosí, SLP, Mexico.
Environmental science & technology
|July 26, 2023
概括
暗发酵中的高有机载荷率会影响微生物群落和基因表达. 降低的部分压力可以促进的产生和关键基因的活性,从而实现同时发酵的途径.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 生物技术是生物技术.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 暗发酵是生产气的关键生物工艺.
- 微生物社区动态和基因表达对于优化这一过程至关重要.
- 有机加载率 (OLR) 显著影响发酵性能.
研究的目的:
- 为了研究高OLR如何影响微生物群落和暗发酵中的基因表达.
- 评估降低的部分压力对H2生产和基因活性的影响.
- 分析不同发酵途径之间的相互作用.
主要方法:
- 连续黑暗发酵系统.
- 有机装载率高 (60-160克TC/L-d).
- 甲基转录和定量PCR (qPCR) 的研究.
- 添加油来降低H2的部分压力.
主要成果:
- 高OLR修饰微生物社区多样性和关键基因 (fthfs和hydA) 的表达.
- 基因丰度与OLR和H2生产相关.
- 降低的H2部分压力增加了H2的产生,基因拷贝 (hydA, fthfs) 和转录水平.
- 乳酸类型和暗发酵同时发生,而不会影响H2的产生.
结论:
- 微生物社区结构和基因表达对暗发酵中的OLR敏感.
- 管理H2的部分压力是提高H2产量的可行策略.
- 该系统可以容纳多个发酵途径,在生物工艺设计中提供灵活性.
相关概念视频
01:23Microbial Fermentation
82
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...
82
01:15Metabolism of Chemolithotrophs
47
Chemolithotrophs are microorganisms that obtain energy by oxidizing inorganic molecules such as hydrogen gas (H₂), ammonia (NH₃), reduced sulfur compounds (H₂S, S²⁻), and ferrous iron (Fe²⁺). Unlike heterotrophic organisms that rely on organic carbon, chemolithotrophs transfer electrons from these inorganic donors to the electron transport chain (ETC), generating a proton motive force (PMF) that drives ATP synthesis through oxidative phosphorylation.
47