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中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究揭示纤维小体转录调控因子的结构功能机制（图）
纤维小体 转录调控因子 结构功能
2023/10/17
纤维小体是一类可以高效降解木质纤维素生物质的多酶复合体，在生物质能源与合成生物学中具有广泛的应用价值。产纤维小体细菌根据底物种类调控纤维小体组分的表达，从而实现对特定底物类型的高效降解。在典型的产纤维小体细菌热纤梭菌中，一类特殊的σ和anti-σ因子SigI-RsgI负责感应底物并调控纤维小体基因的转录。中国科学院青岛生物能源与过程研究所与生物物理研究所合作，运用低温电镜技术解析了热纤梭菌的两个S...
中国科学院青岛生物能源与过程研究所等揭示海洋中调控菌藻关系的新型物质及杀藻机制（图）
海洋 菌藻关系 新型物质 杀藻机制
2023/9/26
藻类每年为地球贡献近一半的固碳量，是海洋碳汇的重要驱动者和气候调控者。自然环境中，藻类与细菌密不可分、关系复杂，同时，细菌对藻类的生长代谢和生态功能起着重要的调控作用。一方面，细菌可促进藻类生长，例如前期研究发现固氮细菌群落可以支持聚球藻在不添加外源营养盐条件下长期存活，可能是寡营养大洋中驱动浮游植物固碳的重要力量；另一方面，细菌可抑制甚至杀藻，在近海富营养化水体或藻华末期，溶藻细菌常被认为是导致...
中国科学院青岛生物能源与过程研究所科学家实现蓝细菌直接利用二氧化碳合成葡萄糖
蓝细菌 二氧化碳 葡萄糖
2024/1/16
2023年6月10日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所的研究团队以光自养生物为底盘，基于天然光合作用直接实现了葡萄糖的合成。研究发现以模式蓝细菌藻株聚球藻PCC 7942为底盘，敲除其内源性葡萄糖激酶基因后，无需导入任何外源催化和转运元件，仅通过短期的适应性进化就能获得大量分泌葡萄糖的细胞工厂。结合基因组测序和遗传改造验证发现，工程菌株大量合成葡萄糖是因为其胞内存在稳定的“磷酸糖-糖”代谢循环，...
中国科学院青岛生物能源与过程研究所实现反式乌头酸高效绿色生物制造（图）
反式乌头酸 高效绿色 生物制造
2023/6/20
反式乌头酸是（trans-aconitic acid）具有三个羧基和一个不饱和双键的C6小分子有机酸，在农业线虫病害防治方面具有较好的效果，颇具应用前景。反式乌头酸传统上主要是通过从甘蔗制糖过程中少量提取获得，而开发的化学合成方法过程复杂、副产物多、得率低，均无法实现大规模低成本生产，使得反式乌头酸未能形成大规模商业供应。原料可及性问题成为阻碍反式乌头酸下游应用开发的关键限制性因素。
棘白菌素类抗真菌药物是治疗深部真菌感染的一线临床用药。其中，米卡芬净因存在天然磺酰化修饰而具有较好的水溶性优势。棘腔孢霉发酵生产的环脂肽类天然产物FR901379是米卡芬净工业生产的前体化合物，其发酵效率低使得米卡芬净生产成本较高，限制了米卡芬净的市场应用。解析FR901379生物合成机制、开展工业菌株理性改造是提高生产效率的重要研究方向。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所吕雪峰团队解析了F...
微生物生长表型筛选是工业育种、酶定向进化和合成生物学等领域面临的限速步骤。精准的单细胞精度生长表型测量是突破上述瓶颈的关键。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心开发了低成本、非标记的微型液滴微流控平台。该平台可通过单细胞微液滴培养、液滴自荧光检测、目标微液滴自动分选等步骤完成单细胞水平的微生物生长表型筛选，并在大肠杆菌中示范该方法的准确度和可靠性，为工业菌株的快速筛选提供了有力手段。...
微生物生长表型筛选是工业育种、酶定向进化和合成生物学等领域面临的限速步骤，精准的单细胞精度生长表型测量是突破上述瓶颈的关键。近日，青岛能源所单细胞中心开发一种低成本、非标记的微型液滴微流控平台，可通过单细胞微液滴培养、液滴自荧光检测、目标微液滴自动分选等步骤完成单细胞水平的微生物生长表型筛选，并在大肠杆菌中示范该方法的准确度和可靠性，为工业菌株的快速筛选提供有力的手段。该研究成果近日发表于化学传感...
近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所多相催化转化研究组研究员李学兵团队联合中国石油大学（华东）教授柳云骐团队，在丙烷光热协同催化氧化方面取得进展，制备出具有优异丙烷氧化热活性和光热活性的催化剂。
棘白菌素类抗真菌药物是治疗深部真菌感染的一线临床用药，其中米卡芬净因存在天然磺酰化修饰具有很好的水溶性优势。棘腔孢霉发酵生产的环脂肽类天然产物FR901379是米卡芬净工业生产的前体化合物，其发酵效率低使得米卡芬净生产成本居高不下，限制了米卡芬净的市场应用。解析FR901379生物合成机制，开展工业菌株理性改造是提高生产效率的重要研究方向。近日，青岛能源所吕雪峰团队解析了FR901379的完整生物...
单细胞拉曼光谱（SCRS）能非标记、非侵入性、无损、全景式地揭示细胞代谢状态，因此基于SCRS的活体单细胞流式检测（Raman Flow Cytometry，RFC），有着广阔应用前景。近日，青岛能源所单细胞中心和青岛星赛生物合作发明了基于介电诱导确定性侧向位移完成单细胞聚焦、捕获/释放的拉曼流式检测技术pDEP-DLD-RFC，并证明其针对人体细胞（肿瘤）、植物（微藻）、酵母和细菌等多种细胞类型...
CRISPR-Cas基因编辑技术是本世纪颇具影响力的颠覆性创新技术，其发明者荣获2020年诺贝尔化学奖。当前已开发CRISPR-Cas基因编辑工具多依赖于靶点DNA双链切割，并需借助宿主自身的同源重组或者非同源末端连接DNA修复系统实现基因编辑，脱靶效应和编辑效率低是其瓶颈问题，阻碍了该技术在人类疾病治疗等关键领域的应用。开发更高效精准的无需DNA双链断裂的基因编辑工具是该领域亟待解决的科学问题。
细胞色素P450单加氧酶是自然界中最重要的氧化酶之一，广泛参与生物体内重要内外源物质的合成与代谢，不但在医学和药学等生命健康领域得到广泛研究，而且其对极具挑战性的惰性碳-氢键选择氧化反应的优异催化能力，也激起合成化学与合成生物学等相关领域科学家的极大兴趣。然而自然界中以氧气（O2）作为末端氧化剂的绝大多数P450单加氧酶要通过一个复杂的氧化还原系统来实现其催化功能。利用还原态的过氧化氢（H2O2）...
黄酮是广泛存在于植物中的一大类天然产物，如花青素、大豆异黄酮、水飞蓟宾等，在功能性食品、医药等领域具有重要的应用价值。目前，黄酮资源依赖于植物中获得，受制于植物种植周期长、组分多含量低、分离纯化工艺复杂等诸多弊端，产能小、成本高，严重限制了黄酮类产品的应用开发和市场拓展。利用合成生物技术设计构建黄酮细胞工厂，推动植物黄酮的微生物高效生产成为一种重要解决方案。由于物种差异，植物黄酮合成途径在微生物中...
生物膜贴壁培养具有高光效、高产率、易采收和高效节水的巨大优势，是突破微藻生产效率和成本瓶颈的变革性培养技术之一，近十年来受到国内外广泛持续的关注。不同于传统的微藻开放池和光反应器悬浮培养，人们对微藻生物膜的光碳传输和生长机制一直不清楚。光和溶解性无机碳在微藻生物膜内如何传输？如何衰减？能穿透多深？光合作用在哪里发生？生物膜如何增厚？环境因子如何控制生物膜生长？近日青岛能源所刘天中研究员带领的微藻生...
单细胞分析已成为生命科学的有力工具，原位样品在单个细胞精度的识别、分选、测序/鉴定对于深入解析微生物组的结构和功能具有重要作用。青岛能源所单细胞中心与青岛星赛生物合作，成功开发微生物单细胞自动分选系统EasySort AUTO，可将常规显微镜升级为微生物单细胞的智能化、自动化分选装置，并利用酵母和大肠杆菌细胞示范了单细胞分选—测序/培养的全流程，为微生物资源的探测和挖掘提供了有力手段，该研究成果近...