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题名基于极端微生物的生物制造
被引量：1
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作者
邵明威
孙思勉
杨时茂
陈国强
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机构
清华大学生命科学学院
清华大学合成与系统生物学中心
清华大学化学工程系
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出处
《合成生物学》
CSCD
北大核心
2024年第6期1419-1436,共18页
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基金
国家自然科学基金(32130001,21761132013,31771886,31971170)。
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文摘
以微生物或酶为基础的生物制造,正以其绿色、环保、可持续等优势逐渐替代以化石燃料为原料的传统化工生产模式。然而,传统工业生物技术存在易染菌、设备复杂、难以连续发酵等劣势。相较而言,“下一代工业生物技术”(NGIB)利用以嗜盐菌、嗜热菌和嗜酸碱菌等极端微生物作为底盘细胞,使用廉价底物生产多种高附加值产品,具有开放、无需灭菌、连续发酵等优点。本文介绍了嗜盐菌、嗜热菌和嗜酸碱菌极端微生物的定义以及在高盐、高温、极度酸碱等极端环境下快速生长的特性。随后总结了目前极端微生物的基因工程手段例如启动子工程、以CRISPR为代表的基因编辑技术、命运共同体策略、稳定质粒载体等,代谢工程手段例如增加碳源前体、敲除旁路代谢、减少副产物、提高转运等,以及极端微生物生产的多种产品例如PHA、蛋白质、氨基酸及小分子衍生物等。同时概括了目前在极端微生物底盘细胞改造过程中仍存在的问题,如缺乏多种优秀的质粒载体、质粒转化效率低、缺乏高效基因编辑技术以及其他非嗜盐菌生长发酵周期较长等,并提出了相应的解决策略。最后展望了如何充分利用不同类型极端微生物的特性生产优势产品,推动下一代工业生物技术的发展与完善,实现绿色、环保、可持续的生物制造。
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关键词
极端微生物
嗜盐菌
下一代工业生物技术
生物制造
聚羟基丁酸
基因工程
代谢工程
合成生物学
无灭菌发酵
非粮生物原料
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Keywords
extremophiles
Halomonas
next-generation industrial biotechnology
bioproduction
PHB
genetic engineering
metabolic engineering
synthetic biology
unsterile fermentation
non-food substrates
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分类号
Q816
[生物学—生物工程]
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