CURR OPIN BIOTECH | 自然界的循环利用：厌氧微生物群落推动着自然生物质的降解
推荐：江舜尧
编译：橙
编辑：十九
文章摘要
研究背景：在漫长的生物进化进程中，厌氧微生物群落已经具有降解并促进地球上的碳循环的能力。当前分离得到的一系列厌氧菌株中，富含碳水化合物活性酶，能够从木质纤维素中释放可发酵糖。然而这些厌氧菌群落尚未被用于生物技术应用生产中。
方法：本文综述了近年来“组学”技术在厌氧微生物基因组测序、破译微生物组成、鉴定厌氧微生物群中酶多样性等方面的研究进展。以食草动物瘤胃系统厌氧菌代谢潜力为重点，进一步讨论了通过组学技术研究群落特征及发现新酶的方法，包括厌氧菌所具有的代谢潜力，对于研究厌氧菌群落具有重要的指导意义。
结果：近年来在高通量测序技术、生物信息学工具和综合多组学技术方面的进展，揭示了厌氧微生物组的分子信息，这扩展了人们对厌氧菌及其在群落中作用的理解。大量的宏组学研究表明，在厌氧生物降解群落中存在广泛分布的酶，包括合成、降解和结合糖的六大类酶及众多科和亚科，这反映了这些酶活性和特异性的巨大差异。宏基因组学和宏转录组学的发展促进了序列信息的巨大增长，但需要注意的是，这些分析反映了基因组潜力和测序样本中表达的基因，并不一定反映活性蛋白质的产生。细菌和真菌的纤维素酶系统在结合特异性和亲和力方面明显不同。
结论：近年来多组学技术的应用，在研究厌氧微生物群落的生物技术潜力方面取得了重大进展，包括新酶编码序列的发现，不仅扩展了生物处理酶的数据库，而且提供了更为精确的基因组注释。然而，要完全了解微生物联合体如何合作降解生物质，需要研究者在理解非均质生物膜中的代谢和空间相互作用方面取得重大进展，这就需要新的生物技术，来表征生物的空间分布。这些在“组学”和代谢特征技术方面的新进展可以使人们对厌氧微生物群落有一个预测性的理解，从而对微生物群落成员和酶的产生进行更为复杂的工程应用。
文中重要图片说明
图1 | 多组学技术揭示厌氧微生物群落发挥功能的潜力及协同关系。
表1 | 多组学技术揭示厌氧微生物群落中碳水化合物活性酶的数量和种类
表2 | 专性和兼性厌氧菌的基因组规模代谢模型
你可能还喜欢
这些或许也适合你哦👇
微生态科研学术群期待与您交流更多微生态科研问题
（联系微生态老师即可入群）。