吳海珍教授課題組在Journal of Hazardous Materials雜志發(fā)表論文：增強(qiáng)苯酚生物降解的微生物共培養(yǎng)協(xié)作分工代謝
近日，Journal of Hazardous Materials(IF:7.65)在線發(fā)表了生物化學(xué)與組學(xué)團(tuán)隊(duì)吳海珍教授課題組在有毒有害化合物微生物降解領(lǐng)域的最新研究成果。該論文題為“Enhancement of Phenol Biodegradation: Metabolic Division of Labor in Co-culture of Stenotrophomonas?sp. N5 and Advenella?sp. B9”。在讀碩士生黎長美為論文第一作者，吳海珍教授為通訊作者。（論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389420312036?via%3Dihub）
自然界中苯酚來源非常廣泛，但最主要來自于各種工業(yè)活動(dòng)，苯酚對人具有毒性。微生物包括細(xì)菌、酵母和藻類都可利用其作為碳源。根據(jù)群落的共生關(guān)系、物種間的勞動(dòng)分工以及共培養(yǎng)對環(huán)境波動(dòng)的承受能力，微生物共培養(yǎng)相較于單一純培養(yǎng)表現(xiàn)出更高的物質(zhì)降解能力。設(shè)計(jì)和組成能夠?qū)崿F(xiàn)勞動(dòng)分工的協(xié)同微生物群落，以改善有毒物質(zhì)的生物降解，增強(qiáng)其原位生物修復(fù)具有重要的應(yīng)用前景。目前各個(gè)種群在降解過程中的作用，微生物在共培養(yǎng)中相互作用的分子機(jī)制仍有待深入研究。吳海珍老師課題組從焦化廢水中分離得到Stenotrophomonas?sp. N5 和 Advenella?sp. B9兩株苯酚降解菌。通過研究，其共培養(yǎng)比單一培養(yǎng)表現(xiàn)出更高的苯酚耐受濃度及更強(qiáng)的苯酚降解能力，在純培養(yǎng)中N5只能耐受及降解50 mg/L的苯酚，B9能耐受及降解800 mg/L的苯酚，而在兩株菌的共培養(yǎng)中， 72 h內(nèi)可以完全降解1200 mg /L苯酚。
研究對苯酚降解關(guān)鍵酶的表達(dá)進(jìn)行了分析（Fig.1），證明了在共培養(yǎng)體系中，B9菌負(fù)責(zé)前期苯酚的羥基化，和N5菌共同進(jìn)行其后的鄰苯二酚開環(huán)及后續(xù)降解， B9和N5在共培養(yǎng)中實(shí)現(xiàn)了勞動(dòng)分工，有效交換必要的代謝物，形成交叉喂養(yǎng)的微生物群落，共同增強(qiáng)苯酚的生物降解。
對差異表達(dá)基因的GO富集進(jìn)行了分析(Fig.2)，表明微生物共培養(yǎng)中苯酚生物降解增強(qiáng)的機(jī)制復(fù)雜，涉及到苯酚降解基因的表達(dá)、細(xì)胞組分合成、微生物生長、代謝以及催化活性等多種生物過程的調(diào)控以及轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)等。該研究揭示了微生物在共培養(yǎng)中降解苯酚的相互作用分子機(jī)制，為勞動(dòng)分工微生物群落的設(shè)計(jì)及組成，改善有毒物質(zhì)的生物降解提供了新的思路。
本研究得到國家自然科學(xué)基金（51778238 ，U1901218）和廣東省科技項(xiàng)目（2017A020216001）的資助。
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com