首頁 |
滾動(dòng) |
財(cái)經(jīng) |
國內(nèi) |
樂活 |
娛樂 |
科技 |
教育 |
體育 |
時(shí)尚 |
汽車 |
資訊 |
熱點(diǎn) |
資訊 |
當(dāng)前快看：裝上“動(dòng)力引擎”，“細(xì)胞工廠”變得更高效
發(fā)布時(shí)間：2022-11-08 09:42:42
文章來源：科技日?qǐng)?bào)
裝上“動(dòng)力引擎”，“細(xì)胞工廠”變得更高效
微生物具備強(qiáng)大而多樣的生化反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，隨著合成生物學(xué)的快速發(fā)展，其有望成為利用可再生資源為原料生產(chǎn)各類高附加值產(chǎn)品的“細(xì)胞微工廠”。
如何讓微生物這一“細(xì)胞微工廠”變得更加高效？
近日，一項(xiàng)發(fā)表于《自然·代謝》的研究，首次對(duì)微生物酵母的能量代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了重構(gòu)，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)設(shè)計(jì)并構(gòu)建了合成的能量系統(tǒng)，即細(xì)胞的“動(dòng)力引擎”。合成的能量系統(tǒng)不僅可以提供能量動(dòng)力，支撐細(xì)胞生長，同時(shí)還可以助力“細(xì)胞微工廠”產(chǎn)品的高效合成。
(資料圖片僅供參考)
該研究由中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所于濤實(shí)驗(yàn)室與瑞典查爾姆斯理工大學(xué)延斯·尼爾森（Jens Nielsen）實(shí)驗(yàn)室共同合作完成，于濤研究員為第一作者兼共同通訊作者。
合成能量系統(tǒng)支撐細(xì)胞生產(chǎn)
微生物作為“細(xì)胞工廠”，與我們平常所熟知的工廠一樣，具有不同生產(chǎn)階段的車間，即微生物的細(xì)胞器等。但細(xì)胞工廠的本質(zhì)又區(qū)別于一般的工廠。有時(shí)，細(xì)胞工廠可能只是由一類微生物組成，而并不具備完善的流水線工程。
雖然能量的充足供應(yīng)和平衡在細(xì)胞工廠的構(gòu)建中十分重要，但是以往科學(xué)家們往往僅從“工廠產(chǎn)品”的合成途徑方面進(jìn)行改造，而從能量代謝的角度對(duì)微生物進(jìn)行改造的研究比較少見。
細(xì)胞在合成生物大分子、構(gòu)建碳骨架等生長過程中會(huì)消耗能量，還需要克服底物和生物量之間的還原度差異。對(duì)于脂質(zhì)等高價(jià)值的儲(chǔ)能化合物，其還原度遠(yuǎn)高于葡萄糖等底物，細(xì)胞往往需要額外的還原力和能量來合成這些化合物。
如何讓細(xì)胞既有能量進(jìn)行自我生長，又有能量與足量還原力支撐高還原度化合物的合成？科研團(tuán)隊(duì)將看似無關(guān)的三個(gè)模塊通過合成生物學(xué)的理念整合在一起，實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。
在該研究中，團(tuán)隊(duì)通過相關(guān)設(shè)計(jì)，組合了磷酸戊糖循環(huán)、轉(zhuǎn)氫循環(huán)和外部呼吸鏈三個(gè)模塊，在酵母細(xì)胞內(nèi)構(gòu)建了一個(gè)人工的合成能量系統(tǒng)。
首先，科研團(tuán)隊(duì)初步驗(yàn)證了其構(gòu)建的合成能量系統(tǒng)的碳流通量；然后，證實(shí)了該系統(tǒng)可以在細(xì)胞質(zhì)中積累過量的NADPH和NADH，支持細(xì)胞合成高還原性化學(xué)品琥珀酸與甘油等產(chǎn)物；最后，驗(yàn)證了該合成的能量系統(tǒng)可以代替線粒體中的TCA循環(huán)發(fā)揮作用，支持細(xì)胞生長。
研究團(tuán)隊(duì)以人工合成的方式構(gòu)建的能量系統(tǒng)，不僅可以作為助力細(xì)胞自身生長的“內(nèi)源發(fā)動(dòng)機(jī)”，也為細(xì)胞構(gòu)建了利于產(chǎn)物合成的“能量發(fā)動(dòng)機(jī)”，能同時(shí)支撐細(xì)胞生長和高還原性化合物的生產(chǎn)。
助力可再生能源的生物儲(chǔ)能
脂肪酸可用于合成細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)。由于其能量密度高，脂肪酸及其衍生物被廣泛地應(yīng)用于重型機(jī)器與航空用油。相對(duì)于利用傳統(tǒng)化石能源，如果能通過生物合成脂肪酸，將在一定程度上改善能源的可再生程度。在此次研究中，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的合成能量系統(tǒng)成功地改善了脂肪酸的糖轉(zhuǎn)化率。
該研究創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)了一種新型胞質(zhì)合成還原代謝途徑的重構(gòu)，團(tuán)隊(duì)基于重復(fù)的單脫羧反應(yīng)創(chuàng)造了一個(gè)人工能量系統(tǒng)，使得細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中額外NADH的供應(yīng)與能量合成成為可能。該成果還證明了酵母細(xì)胞中樞代謝的可塑性和靈活性。
于濤表示，研究團(tuán)隊(duì)將會(huì)在現(xiàn)有合成能量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步深入研究，將合成的能量系統(tǒng)與CO_2、甲醇等低碳原子的生物代謝相結(jié)合，開發(fā)服務(wù)于可再生能源的生物儲(chǔ)能新技術(shù)。
關(guān)鍵詞：
細(xì)胞工廠
樂活HOT
-
四川正式啟動(dòng)三級(jí)保供電調(diào)控措施
繼8月11日、14日連續(xù)兩次召開電力保供工作緊急視頻會(huì)議后，8月15日，四川再次召開電力保供調(diào)度會(huì)。記者從會(huì)上獲悉，預(yù)計(jì)全省最大用電負(fù)荷將
-
前7月四川能源項(xiàng)目累計(jì)完成投資4
今年以來，四川積極擴(kuò)大能源領(lǐng)域有效投資，前7月能源項(xiàng)目累計(jì)完成投資493億元、同比增長4%。8月15日，省能源局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，前7月煤炭類
-
四川加力加勁堅(jiān)決遏制事故多發(fā)頻
8月15日，全省防汛減災(zāi)、森林草原防滅火工作電視電話會(huì)議召開，深刻汲取彭州8·13山洪災(zāi)害教訓(xùn)，分析研判當(dāng)前形勢，安排部署下一步重點(diǎn)工作
-
四川攀枝花推動(dòng)打造職業(yè)能力建設(shè)
8月9日，攀枝花技師學(xué)院實(shí)習(xí)工廠里，焊花四濺，機(jī)器聲此起彼伏。身穿工作服的教師周樹春，在一間間操作室里進(jìn)進(jìn)出出，指導(dǎo)學(xué)生們焊接。過去
-
上半年湖南物流需求平穩(wěn)增長行業(yè)
記者從省發(fā)改委獲悉，上半年全省物流需求平穩(wěn)增長，行業(yè)運(yùn)行總體平穩(wěn)。全省社會(huì)物流總額64096 2億元，同比增長4 4%;全省物流業(yè)總收入為2270
-
湖南各地工業(yè)企業(yè)忙生產(chǎn)全力以赴
在全球最大地下工程裝備制造基地，掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)計(jì)劃已排到年底;千億級(jí)工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)園區(qū)邊建設(shè)邊生產(chǎn)，打造智能制造標(biāo)桿……時(shí)已立秋，三湘大
-
江西贛州醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系進(jìn)一步
上猶縣水巖鄉(xiāng)衛(wèi)生院醫(yī)生蔡昌才驅(qū)車前往金盆村為村民駱運(yùn)招治病。以往，每月去醫(yī)院就診不僅路途遠(yuǎn)，還要排隊(duì)。這幾年有了家庭醫(yī)生后，直接送
-
江西堅(jiān)持問題導(dǎo)向推進(jìn)藥品安全專
今年2月以來，省藥監(jiān)局深入開展藥品安全專項(xiàng)整治行動(dòng)，堅(jiān)持問題導(dǎo)向，以嚴(yán)厲打擊違法犯罪行為、全面排查風(fēng)險(xiǎn)隱患為手段，推進(jìn)專項(xiàng)整治行動(dòng)
-
江西九江多舉措為創(chuàng)業(yè)者營造良好
沒想到，現(xiàn)在直接在窗口就能辦理，真是太方便了。蔣瓊在九江市經(jīng)營一家造型工作室，近期有意擴(kuò)大生意規(guī)模，需要資金周轉(zhuǎn)。她帶齊資料來到九
-
上半年江西新余全市外貿(mào)進(jìn)出口總
記者從新余海關(guān)獲悉，今年上半年，新余市外貿(mào)取得了較好成績，全市外貿(mào)進(jìn)出口總值184 3億元，同比增長84 3%，高出全國平均水平74 9個(gè)百分點(diǎn)
-
南昌高新區(qū)多舉措推動(dòng)重點(diǎn)項(xiàng)目建
作為南昌市第二季度集中開工的重大項(xiàng)目之一，南昌數(shù)谷產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目總投資100億元，計(jì)劃2024年5月完工交付使用，擬引進(jìn)字節(jié)跳動(dòng)、華為(南昌)工
-
安徽淮南頒發(fā)優(yōu)才卡落實(shí)高層次人
淮南市向中國工程院院士、安徽理工大學(xué)校長袁亮頒發(fā)了第一張淮南市高層次人才優(yōu)才卡。為深化我為人才辦實(shí)事實(shí)踐活動(dòng)，落實(shí)高層次人才服務(wù)保
-
宿州市埇橋區(qū)細(xì)化工作舉措筑牢防
連日來，宿州市埇橋區(qū)不斷細(xì)化各項(xiàng)工作舉措，壓實(shí)防汛各項(xiàng)責(zé)任，提升應(yīng)急救援保障能力，筑牢防汛安全堤。目前，該區(qū)防汛物資已儲(chǔ)備到位，全
-
安徽無為市“交地即交證”優(yōu)化營
近日，無為市自然資源和規(guī)劃局、無為市福渡鎮(zhèn)人民政府在無為潤峰中海置業(yè)有限公司項(xiàng)目部現(xiàn)場舉行交地即交證頒證儀式，標(biāo)志該市交地即交證優(yōu)
-
安徽全椒縣推動(dòng)農(nóng)村寄宿制學(xué)校試
設(shè)施齊全的衛(wèi)生食堂、水沖式的獨(dú)立衛(wèi)生間、樓道墻體粉刷一新的宿舍……走進(jìn)安徽省全椒縣武崗學(xué)校，已經(jīng)運(yùn)行滿一年的農(nóng)村特色寄宿制學(xué)校成果
娛樂LOVE
安徽安慶市正式成立“老年助餐慈善基
記者日前從安慶市民政局獲悉，該市慈善會(huì)近日設(shè)立老年助餐慈善基金，共同守護(hù)老年人舌尖上的幸福。該基金專項(xiàng)用于資助城鄉(xiāng)社區(qū)老年食堂、社
安徽淮北積極落實(shí)2022年電網(wǎng)防汛度汛
近日，國網(wǎng)淮北供電公司工作人員來到110千伏中泰變電站開展防汛隱患排查。該公司積極落實(shí)2022年防汛度汛措施，提前細(xì)化應(yīng)急預(yù)案，推進(jìn)極端
安徽全椒縣完善拓展人力信息資源助企
今年以來，全椒縣不斷完善拓展人力資源信息庫、勞務(wù)對(duì)接信息庫、企業(yè)用工需求信息庫三庫信息資源，已摸排400多家次企業(yè)缺工崗位信息1 2萬個(gè)
宿州市埇橋區(qū)柔性引進(jìn)博士推進(jìn)鄉(xiāng)村振
宿州市埇橋區(qū)實(shí)施博士匯工程，柔性引進(jìn)29名博士擔(dān)任副鄉(xiāng)鎮(zhèn)長或園區(qū)副主任，他們將為加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推進(jìn)鄉(xiāng)村振興強(qiáng)化智力支持。目前，博士專
安徽印發(fā)出臺(tái)全面實(shí)施零基預(yù)算改革方
為進(jìn)一步提高財(cái)政資源配置效率和資金使用效益，省政府印發(fā)《安徽省全面實(shí)施零基預(yù)算改革方案》，明確從編制2023年預(yù)算起，在全省范圍內(nèi)全面
5月份安徽居民消費(fèi)價(jià)格同比上漲2.3%
近日,國家統(tǒng)計(jì)局安徽調(diào)查總隊(duì)發(fā)布了我省5月份居民消費(fèi)價(jià)格統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)顯示,我省居民消費(fèi)價(jià)格同比上漲2 3%,同比漲幅比上月回落0 4個(gè)百分
安徽多種方式引導(dǎo)群眾防范非法集資風(fēng)
合肥地鐵1號(hào)線、3號(hào)線上滾動(dòng)播放防范非法集資宣傳視頻,淮南市發(fā)布《致老年群眾的一封信》……6月份是一年一度防范和處置非法集資宣傳月,今
鐵路部門持續(xù)加大長三角地區(qū)運(yùn)力投放
記者從中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司獲悉,隨著上海疫情防控形勢持續(xù)向好,為進(jìn)一步適應(yīng)旅客出行需要,助力復(fù)工復(fù)產(chǎn),鐵路部門自6月10日起持續(xù)加
安徽六安持續(xù)精準(zhǔn)施策全力促進(jìn)工業(yè)發(fā)
六安市與蔚來汽車簽署合作協(xié)議,共建智能電動(dòng)汽車零部件配套產(chǎn)業(yè)園區(qū)。該園區(qū)一期計(jì)劃2023年上半年投產(chǎn),建成后將具備年產(chǎn)30萬噸鋁壓鑄產(chǎn)能,
安徽淮北全力維護(hù)外賣送餐員合法權(quán)益
為切實(shí)防范化解新業(yè)態(tài)領(lǐng)域重大風(fēng)險(xiǎn)隱患,強(qiáng)化外賣送餐員權(quán)益保障工作,淮北市市場監(jiān)管局充分發(fā)揮職能作用,全力維護(hù)外賣送餐員合法權(quán)益。淮北
湖南漣源開展專項(xiàng)行動(dòng)一對(duì)一為企業(yè)紓
位于漣源市的湖南三合美新材料科技有限公司，兩條生產(chǎn)線滿負(fù)荷運(yùn)行，生產(chǎn)聚氨酯和巖棉復(fù)合板。因產(chǎn)品升級(jí)與產(chǎn)能擴(kuò)充，急需新增兩條生產(chǎn)線，
湖南藍(lán)山縣進(jìn)村入戶排查整治自建房安
老叔，這棟房屋墻體有開裂痕跡，要維修加固，安全重要!5月20日，藍(lán)山縣塔峰鎮(zhèn)果木村，黨員干部上門開展農(nóng)村自建房安全隱患排查整治。連日來
一季度湖南萬元產(chǎn)值綜合能耗同比下降
近日，湖南省工業(yè)通信業(yè)節(jié)能監(jiān)察中心發(fā)布一季度全省六大高耗能行業(yè)能源消耗統(tǒng)計(jì)監(jiān)測報(bào)告。據(jù)該報(bào)告，一季度全省146家主要高耗能企業(yè)的萬元
濟(jì)南起步區(qū)一年來累計(jì)簽約優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目11
萬里黃河第一隧濟(jì)南黃河濟(jì)濼路隧道建成通車，占地4000余畝的新能源乘用車零部件產(chǎn)業(yè)園加快施工……記者21日采訪獲悉，建設(shè)實(shí)施方案獲批復(fù)一
山東發(fā)布通知啟動(dòng)傳統(tǒng)民居保護(hù)利用試
省住房城鄉(xiāng)建設(shè)廳、省財(cái)政廳近日聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于做好傳統(tǒng)民居保護(hù)利用試點(diǎn)工作的通知》，在全省部署開展傳統(tǒng)民居保護(hù)利用試點(diǎn)工作。此次試點(diǎn)