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多种酵母的比较基因组研究或促进其生物技术应用
来源:CAS BioInfo 发布时间:2016-08-29

各种酵母菌在代谢途径、基因和生物化学方面高度多样化。到目前为止应用于生物技术产业的仅一小部分。美国能源部联合基因组研究所研究小组发表在2016年8月15日《美国国家科学院院刊》上的论文通过比较基因组学对酵母各种代谢途径进行了研究,将促进酵母在生物技术领域更广泛的应用。

鉴于酵母菌具有厚厚的细胞壁和可耐受压力变化,因此它易于在工业化过程中扩大生产规模。此外,它们还易于培养和修饰基因组,且与人类多种疾病相关,这些功能可广泛应用于生物技术领域。

为了开发更多的酵母应用于科研和产业,探索酵母基因组编码基因和代谢途径的作用,研究小组对29种酵母菌进行比较基因组学分析,包括16种基因组新测序和注解的酵母。

对这些鲜为人知的酵母进行基因组测序,并对其代谢途径进行表征有助于填补关于真菌酶的常识空白,这些酶可以将多种糖类转化为生物燃料。其中一种新测序的酵母Pachysolus tannophilus,它可以发酵来源于半纤维素的木糖。它与已熟知的树干毕赤酵母仅有一点远缘关系。研究人员发现酵母的遗传多样性就像人类与无脊椎动物海鞘之间那样差异巨大。

此外,研究人员还发现遗传密码重新分配的现象。在P. tannophilus中,研究小组发现一处密码子的变化,即从CUG-丝氨酸改变成CUG-丙氨酸,这是在核基因组中观察到的第二类非终止子重新分配的现象,即密码子从编码一个氨基酸改变成编码另外一个氨基酸,而不是变成编码终止子。这种密码子的重新分配对于生物技术来说非常重要,因为为了使来源于各种酵母菌的新型基因表达,从而形成类似酿酒酵母一样的细胞工厂,需要弄清楚酵母的遗传密码是否一致,如果不一致,表达的新基因将无法工作,蛋白将被错误翻译。

随着新的遗传工具不断问世,这些新的酵母基因组序列的公布将开辟许多生物工程纤维素降解、脂质生产、耐酸酵母菌的新平台,这些平台利用多种底物,生产各种不同的初级和次级代谢产物。

【来源:CAS BioInfo


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