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作者

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结核分枝杆菌的基因网络与药物靶标研究进展

结核分枝杆菌的基因网络与药物靶标研究进展

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第五届全国微生物基因组学及合成生物学学术研讨会暨陈华葵先生100周年纪念大会

作者：崔涛何正国华中农业大学农业微生物学国家重点实验室武汉430070

蛋白质和核酸是细胞内最为重要的两类生物分子，蛋白质-蛋白质以及蛋白质-DNA相互作用是介导胞内基因调控等各种复杂活动的主要形式。病原菌的基因调控在其感染与适应宿主环境的过程中发挥着关键作用，因此，系统的分析病原微生物的蛋白... 详细信息

蛋白质和核酸是细胞内最为重要的两类生物分子，蛋白质-蛋白质以及蛋白质-DNA相互作用是介导胞内基因调控等各种复杂活动的主要形式。病原菌的基因调控在其感染与适应宿主环境的过程中发挥着关键作用，因此，系统的分析病原微生物的蛋白质-蛋白质和蛋白质-DNA相互作用网络是理解病原菌致病分子机理的一种有效方法。近年来结核分枝杆菌基因网络与药物靶标研究所取得了进展，基因组尺度蛋白质-蛋白质相互作用网络以及转录调控网络相继被成功构建，多种遗传筛选技术被应用于鉴定结核分枝杆菌生存和感染所必需的基因。这些成果必将为系统的阐明结核分枝杆菌病原性、鉴定新功能基因和发现新药物靶标提供重要线索。

关键词：结核分枝杆菌蛋白质相互作用网络转录调控网络药物靶标

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石油烷烃降解细菌的组学研究进展

石油烷烃降解细菌的组学研究进展

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第五届全国微生物基因组学及合成生物学学术研讨会暨陈华葵先生100周年纪念大会

作者：邵宗泽王万鹏赖其良国家海洋局第三海洋研究所国家海洋局海洋生物遗传资源重点实验室厦门 361005

近年来,海洋溢油事故不断,微生物在石油污染环境的自然净化中起着重要作用。石油降解菌研究从降解菌多样性拓展到了环境组学、功能基因组学。热点之一是基于基因组、转录组及蛋白质组开展的新烷烃羟化酶基因发现、烷烃代谢调控网络与底... 详细信息

近年来,海洋溢油事故不断,微生物在石油污染环境的自然净化中起着重要作用。石油降解菌研究从降解菌多样性拓展到了环境组学、功能基因组学。热点之一是基于基因组、转录组及蛋白质组开展的新烷烃羟化酶基因发现、烷烃代谢调控网络与底物转运研究以及降解环境适应性机制研究。本文综述了新型烷烃羟化酶基因与降解途径的发现以及重要烷烃降解菌的组学研究进展。目前有20多株烷烃降解菌开展了基因组学分析结果的报道。大多数是好氧烷烃降解菌,发现的烷烃羟化酶包括A1kB、P450、LadA和AlmA,以及新型Rieske烷烃单加氧酶。在厌氧烷烃降解菌方面,目前仅有2株完成基因组测序,有许多研究等待开展,包括厌氧降解菌的纯培养,降解机制与其他过程的耦合等等。总之,基于基因组学基础上的烷烃代谢调控网络及转运机制将成为未来研究的重要方向。

关键词：石油降解菌烷烃羟化酶食烷菌基因组转录组代谢调控网络

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藻胆蛋白色素化与生物合成

藻胆蛋白色素化与生物合成

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第五届全国微生物基因组学及合成生物学学术研讨会暨陈华葵先生100周年纪念大会

作者：赵开弘周明华中农业大学农业微生物学国家重点实验室武汉 430070

藻胆蛋白是偶联藻胆色素的色素蛋白，在生物体内充当光受体。藻胆蛋白光受体可分为两类：天线藻胆蛋白、光敏藻胆蛋白。天线藻胆蛋白捕获光能并传递能量给光合作用系统，而光敏藻胆蛋白将光信号转化为生物化学信号。天线藻胆蛋白的基本... 详细信息

藻胆蛋白是偶联藻胆色素的色素蛋白，在生物体内充当光受体。藻胆蛋白光受体可分为两类：天线藻胆蛋白、光敏藻胆蛋白。天线藻胆蛋白捕获光能并传递能量给光合作用系统，而光敏藻胆蛋白将光信号转化为生物化学信号。天线藻胆蛋白的基本结构是六聚体，在蓝细菌与红藻中形成高度有序的光合作用捕光复合物：藻胆体。光敏藻胆蛋白具有多个串联的结构域，其中有偶联藻胆色素的光传感结构域和产生生物化学信号的结构域，光传感的光信号会转换为起调控作用的生物化学信号。藻胆蛋白能通过几个基因的共同表达来生物合成。合理设计天线藻胆蛋白，能开发出人造光合作用捕光元件，或设计出荧光探针。光敏藻胆蛋白可以设计为生物光开关，从而应用于光遗传学。

关键词：藻胆蛋白生物合成结构与设计捕光元件荧光探针

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PAHs污染压力下红树林湿地微生物的多样性、分子生态网络及代谢功能研究

PAHs污染压力下红树林湿地微生物的多样性、分子生态网络及代谢功...

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第五届全国微生物基因组学及合成生物学学术研讨会暨陈华葵先生100周年纪念大会

作者：林筱岚于杨阳李峰布斯田蕴厦门大学生命科学学院滨海湿地生态系统教育部重点实验室厦门361005

文章构建了基于原位沉积物并加入不同种类的PAHs(分别为菲、芘和苯并芘)作为污染压力的微宇宙实验体系,并利用454高通量测序对微生物群落进行了90天的追踪,最终得到了1788～17114条序列,1287～6502个OTU,比对上了72个门及703个属,其中γ... 详细信息

文章构建了基于原位沉积物并加入不同种类的PAHs(分别为菲、芘和苯并芘)作为污染压力的微宇宙实验体系,并利用454高通量测序对微生物群落进行了90天的追踪,最终得到了1788～17114条序列,1287～6502个OTU,比对上了72个门及703个属,其中γ-变形菌纲优势最为明显.构建了PAHs污染压力下红树林湿地微生物系统发育分子生态网络(phylogenetic molecular ecologicalnetworks )，展示了完整的不同污染压力下不同模式的微生物群落的结构及其相互作用关系，并找出了其中的关键类群，发现这些关键类群往往是丰度高但不具降解能力的菌群，说明它们在降解过程中起着间接但重要的作用。

关键词：红树林湿地微生物多样性分子生态网络代谢功能多环芳烃污染

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木腐菌木质素降解基因组学研究进展

木腐菌木质素降解基因组学研究进展

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第五届全国微生物基因组学及合成生物学学术研讨会暨陈华葵先生100周年纪念大会

作者：肖秋芸卓睿张晓昱华中科技大学生命科学与技术学院环境资源微生物技术研究所武汉 430074

木质素是生物质中仅次于纤维素的最大碳库。因其由不规则高分子芳香化合物聚合而成的复杂结构成为碳循环中生物降解的限速步骤。木腐菌通过分泌木质素降解酶及辅助酶系降解木质素。木腐菌木质素降解的生理生化研究为深入解晰木质素降解... 详细信息

木质素是生物质中仅次于纤维素的最大碳库。因其由不规则高分子芳香化合物聚合而成的复杂结构成为碳循环中生物降解的限速步骤。木腐菌通过分泌木质素降解酶及辅助酶系降解木质素。木腐菌木质素降解的生理生化研究为深入解晰木质素降解分子机制奠定了基础。已经对多种木腐菌基因组测序并注释了部分木质素降解基因。通过比较木腐菌基因组，转录组和蛋白组的差异，研究了木腐菌在进化过程中木质素降解基因的获得和缺失及选择性降解木质素规律。不同条件下木腐菌木质素降解酶系基因转录、蛋白质表达差异谱显著，为进一步研究木质素代谢调控网络奠定了基础。基于基因组学发展的木腐菌组合生物学对生物质生物炼制具有重要意义。

关键词：木质素木腐菌生物降解组学

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揭秘植物根际碳沉积与土壤微生物的内在关系

揭秘植物根际碳沉积与土壤微生物的内在关系

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第五届全国微生物基因组学及合成生物学学术研讨会暨陈华葵先生100周年纪念大会

作者：周卫艾超中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京 100081

活跃的根际微生物(rhizosphere microbiome)被誉为植物的第二套基因组，在植物生长和发展过程中发挥着关键的作用。植物通过根际碳沉积(rhizodeposition)影响根际微生物的结构和功能;作为根际微生态系统中的物质流、能量流和信息流，根... 详细信息

活跃的根际微生物(rhizosphere microbiome)被誉为植物的第二套基因组，在植物生长和发展过程中发挥着关键的作用。植物通过根际碳沉积(rhizodeposition)影响根际微生物的结构和功能;作为根际微生态系统中的物质流、能量流和信息流，根际碳沉积是连接大气、植物和土壤系统物质循环的重要纽带。因此，理解根际碳沉积在根际微生态中的作用机制对于提高植物抗逆性，增加作物产量，调控根际养分循环等方面具有重大的理论意义。本文就近年来关于根际微生物领域的研究成果，重点综述根际微生物的群落结构和形成机理，碳沉积的组成和产生部位，植物-微生物的互作关系，以及环境变化对根际微生物结构和功能的影响。讨论了宿主植物对根际微生物的选择机制以及最新的根际微生物研究方法。在此基础上我们提出了未来的研究领域和方向，希望通过平衡作物与微生物之间的相互作用关系来实现农业的可持续发展。

关键词：根际沉积根际微生物碳分配宏基因组学相互作用

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干酪乳杆菌基因组规模代谢网络的构建与分析

干酪乳杆菌基因组规模代谢网络的构建与分析

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第五届全国微生物基因组学及合成生物学学术研讨会暨陈华葵先生100周年纪念大会

作者：徐楠艾连中刘立明食品科学与技术国家重点实验室无锡214122 光明乳业股份有限公司技术中心上海200072

干酪乳杆菌(Lactobacillus casei LC2W)作为一种重要的益生菌运用于乳制品和制药工业.通过对*** LC2W全基因组序列进行RAST注释继而运用Model SEED自动化构建***初模型,结合手动注释和文献信息,获得首个基因组规模代谢网络模型,该模型包...

干酪乳杆菌(Lactobacillus casei LC2W)作为一种重要的益生菌运用于乳制品和制药工业.通过对*** LC2W全基因组序列进行RAST注释继而运用Model SEED自动化构建***初模型,结合手动注释和文献信息,获得首个基因组规模代谢网络模型,该模型包含846个基因、970个反应、785个代谢物.该模型成功验证了细胞在25种碳源生长表型.*** LC2W全基因中342个基因的功能被重新注释.运用该模型,10种氨基酸和7种维生素被鉴定为***必需生长元素.同时,该模型为*** LC2W发酵生产乳酸、乙偶姻、双乙酰、胞外多糖提供高效的指导,包括乳酸的生产对氨基酸的需求分析;氧气对风味化合物生产的影响;乙偶姻增产的三个新敲除靶点;影响胞外多糖生产的11种营养元素和重要反应等.总而言之,该模型为探究***的生理特征提供了高效、系统的平台.

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酶定向分子进化:拓展生物催化和生物转化的功能空间

酶定向分子进化:拓展生物催化和生物转化的功能空间

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第五届全国微生物基因组学及合成生物学学术研讨会暨陈华葵先生100周年纪念大会

作者：崔莉罗玉常冯雁上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室

酶定向分子进化是指在体外模拟自然进化机制，对酶功能进行再设计和改造，进而为生物催化和生物转化提供高效生物催化剂。近年来，后基因组时代迅猛增加的生物信息资源及计算生物学等学科的快速发展，使酶分子进化技术面临全新格局，应... 详细信息

酶定向分子进化是指在体外模拟自然进化机制，对酶功能进行再设计和改造，进而为生物催化和生物转化提供高效生物催化剂。近年来，后基因组时代迅猛增加的生物信息资源及计算生物学等学科的快速发展，使酶分子进化技术面临全新格局，应用现代蛋白质工程技术可以在基因序列-蛋白质结构-生物功能三者有机结合的基础上，对天然酶进行定向设计和改造，有效地改变酶底物选择性、催化活性、稳定性及其抗逆特性等，从而突破了酶自然进化的局限性，拓展酶生物催化和生物转化的功能空间。酶定向分子进化不仅丰富了蛋白质结构-功能关系知识，带动了高效酶制剂在生物产业中的应用，而且推动了代谢工程、合成生物学等新兴学科的发展，为复杂生物转化体系的高效运行提供了新动力。

关键词：酶分子进化蛋白质工程代谢工程合成生物学

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转录组学揭示苏云金芽胞杆菌芽胞形成和杀虫晶体蛋白高效表达的代谢调控

转录组学揭示苏云金芽胞杆菌芽胞形成和杀虫晶体蛋白高效表达的代...

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第五届全国微生物基因组学及合成生物学学术研讨会暨陈华葵先生100周年纪念大会

作者：付阳王阶平喻子牛何进华中农业大学农业微生物国家重点实验室湖北省武汉市洪山区狮子山街1号430070

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是一种能在其芽胞形成期产生杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal proteins,ICPs)的昆虫病原菌,被广泛用作环境友好型生物杀虫剂。我们通过RNA-seq分析了中华亚种CT-43菌株的转录组,发现：在... 详细信息

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是一种能在其芽胞形成期产生杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal proteins,ICPs)的昆虫病原菌,被广泛用作环境友好型生物杀虫剂。我们通过RNA-seq分析了中华亚种CT-43菌株的转录组,发现：在芽胞形成期许多蛋白酶和氨基酸代谢变得更加活跃,并且三羧酸循环被明显修正与补充;在对数期储备大量的碳源和能源物质为芽胞和伴胞晶体的形成提供物质与能量;在寡营养条件下,磷酸戊糖途径会改变其调节方式。我们的结果首次从转录水平系统地揭示了与芽胞形成和ICPs高效表达相关的氨基酸、能源物质来源的代谢调控机制,为更好地研究Bt的代谢调控规律以及提高Bt的杀虫活性提供了依据。

关键词：转录组学 RNA-seq 苏云金芽胞杆菌 ICPs高效表达代谢调控

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海洋放线菌基因组及其次级代谢产物生物合成的研究进展

海洋放线菌基因组及其次级代谢产物生物合成的研究进展

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第五届全国微生物基因组学及合成生物学学术研讨会暨陈华葵先生100周年纪念大会

作者：陈奇李青连鞠建华中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广州 510301 中国科学院研究生院中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广州 510301

本文以近几年海洋放线菌的研究概况为主线，阐述了海洋放线菌基因组和海洋放线菌次级代谢产物生物合成方面的研究进展。自第一例海洋放线菌天然产物enterocin生物合成机制被阐明到2013年12月止，人们已经完成了127株海洋放线菌的全基因... 详细信息

本文以近几年海洋放线菌的研究概况为主线，阐述了海洋放线菌基因组和海洋放线菌次级代谢产物生物合成方面的研究进展。自第一例海洋放线菌天然产物enterocin生物合成机制被阐明到2013年12月止，人们已经完成了127株海洋放线菌的全基因组序列测定，克隆和鉴定了30种海洋放线菌次级代谢产物生物合成基因簇。接着重点介绍了本课题组最近几年在海洋放线菌次级代谢产物生物合成方面取得的成果，最后对海洋放线菌基因组及其次级代谢产物生物合成的研究前景进行了展望。

关键词：海洋放线菌次级代谢产物基因组生物合成进展

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