来源:Life 发布时间:2022/2/18 21:44:59
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Life:藻类精选文章合集 | MDPI 编辑荐读

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微藻和蓝藻负责地球上大部分二氧化碳的利用和氧气生产。微藻可以通过提供高质量的产品 (如蛋白质、脂质和着色剂) 在循环生物经济中发挥重要作用。水生系统中的微生物是食物链的基础,也代表了地球可持续性的基本支柱。本期荐读精选了5篇发表在Life上关于藻类培育和微藻生物技术相关领域的文章,欢迎阅读参考。

1 Genome Editing by CRISPR-Cas: A Game Change in the Genetic Manipulation of Chlamydomonas

CRISPR-Cas的基因组编辑:衣藻遗传操纵中的游戏规则改变

Manel Ghribi et al.

DOI:10.3390/life10110295

微藻是地球上种类最丰富的光合单细胞真核生物之一,很多学者认为其是各种工业应用的替代可持续资源。衣藻是一种可以通过多种生物技术工具进行操作以生产高价值生物产品的新兴微藻模型,高价值生物产品包括生物燃料、生物活性肽、色素、营养品和药物等。而莱茵衣藻已经成为不同基因编辑技术的对象,这些技术适用于调节微藻类代谢物的生产。

目前,主要的核基因组编辑工具包括锌指核酸酶 (ZFNs)、转录激活器样效应核酸酶 (TALENs),以及近期发现了簇状有规律间隔短回文重复 (CRISPR)-CRISPR相关蛋白 (Cas) 核酸酶系统。后者被证明具有令人惊喜的编辑能力,现已经成为基因组编辑的一个基本工具。在这篇综述中,作者重点介绍了关于CRISPR-Cas在莱茵衣藻基因工程中的方法和应用的现有文献,包括最新的转化方法、最常用的生物信息学工具、Cas蛋白和sgRNA表达的最佳策略、CRISPR-Cas介导的基因敲入/敲出策略,并在文章最后分享了与CRISPR表达和修改方法有关的文献。

2 Arsenolipids in Cultured Picocystis Strain ML and Their Occurrence in Biota and Sediment from Mono Lake, California

培养的皮囊菌菌株中的砷脂及其在加州莫诺湖的生物群和沉积物中的存在情况

Ronald A. Glabonjat et al.

DOI:10.3390/life10060093

莫诺湖是一个富含溶解无机砷的高盐碱湖,其初级生产由皮囊菌菌株主导。本文作者试图确定这种光自养的微囊藻是否如其他盐碱地生态系统和嗜卤藻类所报告的那样能够代谢无机砷,并在此过程中形成不寻常的砷脂 (例如,砷与2-O-甲基核糖苷结合)。作者在含低磷酸盐 (37µM) 或高磷酸盐 (1000µM) 的海水培养基上进行试验,在存在亚砷酸盐 (400µM)、砷酸盐 (800µM) 或不添加砷 (ca0.025µM) 的情况下分别培养Picocystis菌株ML。在不同的栽培条件和砷暴露环境下,栽培品种形成了各种有机砷化合物,其中包括一种植物性2-O-甲基砷糖。

令人意外的是,在低磷条件下生长并暴露于砷酸盐的毕赤酵母菌株将大量的砷封存到细胞中,占干生物量的13.3%。而在低磷条件下生长并暴露于砷酸盐的细胞的封存量却低得多,相当于干生物量的0.35%。X射线荧光证实了砷酸盐在低P培养的细胞中的吸收,而XANES/EXAFS光谱表明,螯合的砷被保留为一种类似于scorodite的无机铁沉淀物,而不是含As的大分子物质。来自莫诺湖的样品显示湖中存在各种各样的有机砷化合物,在浮游动物 (Artemia) 和浮游植物样品中的砷糖磷脂最多,而在底部沉积物中检测到的数量要少得多。这些观察结果表明,有机砷化合物从浮游植物 (Picocystis) 到浮游动物 (Artemia) 群落的营养转移,任何裂解释放的有机砷化合物在下沉到沉积物之前被细菌有效地矿化为无机氧离子。

3 Diatom-Derived Polyunsaturated Aldehydes Are Unlikely to Influence the Microbiota Composition of Laboratory-Cultured Diatoms

硅藻衍生的多不饱和醛不太可能影响实验室培养的硅藻的微生物群组成

Chloe L. Eastabrook et al.

DOI:10.3390/life10030029

学界普遍认为硅藻衍生的氧化脂 (包括多不饱和醛 (PUA)) 具有信息化学、等位化学和抑菌特性,且具有种间和种内的竞争调节作用。然而,PUA影响硅藻-细菌相互作用的程度和机制仍未解决。在这项研究中,作者研究了在三种硝酸盐条件下分批培养的两种Skeletonema marinoi菌株 (一种PUA和一种非PUA生产者) 对相关细菌群体 (微生物群) 多样性的影响。

本文还研究了在生态相关浓度 (86nM八烯烃和290nM七烯烃) 下添加PUA时培养微生物群的反应。在确定的741个操作分类单位 (OTUs) 中,变形菌是最丰富的门类 (62.10%),其次是类杆菌 (12.33%) 和韧皮动物 (6.11%)。而埃希氏菌/志贺氏菌无论在哪种培养方式中都是最丰富的菌属。在加料和不加料的培养物中都存在类似的群落,这表明它们可以容忍一定浓度的PUA暴露。这项研究表明,PUA不是实验室培养物中硅藻与细菌相互作用的主要驱动因素。

4 Rapid and Efficient Colony-PCR for High Throughput Screening of Genetically Transformed Chlamydomonas reinhardtii

用于高通量筛选转基因衣藻的快速有效的菌落PCR技术

Serge Basile Nouemssi et al.

DOI:10.3390/life10090186

微藻类生物技术正迅速应用到新的商业环境,市场上已经有一些高价值的微藻类产品。目前生物技术发展主要集中在微藻的基因工程上,以开辟未来食品、燃料和药学生产的可能性。菌落聚合酶链反应 (colony-PCR或cPCR) 是筛选基因转化的微藻细胞的一个关键方法。然而,使用现在菌落聚合酶链反应方法快速筛选数千个转化体是一个非常费力和耗时的过程。使用电穿孔和玻璃珠方法对莱茵衣藻进行非同源转化,产生了七千多个转化体。

为了有效地管理这些数量惊人的克隆,本研究开发了一种高通量筛选 (HTS) 的cPCR方法,以快速地最大限度地检测和选择阳性转化的克隆。为此,作者优化了衣藻类转化细胞在培养基上的布局,以改善基因组DNA提取和96孔板中的cPCR。这种优化的HTS cPCR方法的应用为检测和选择微藻类转化体提供了一种快速、低价和可靠的方法。本文的实验方法节省了高达80%的实验时间,为评估基因转化细胞和选择基于微藻的生物技术应用 (如合成生物学和代谢工程) 带来了希望。

5 Seaweed’s Bioactive Candidate Compounds to Food Industry and Global Food Security

海藻的生物活性化合物对食品工业和全球粮食安全的影响

Adriana Leandro et al.

DOI:10.3390/life10080140

在世界人口持续增长,需求不断增多的背景下,开发出一种以可持续的方式来生产的有营养且产量充足的食物显得尤为重要。地球上沿海地区最适合培育海藻,海中生长的海藻不会侵占耕地和淡水资源,因此海藻可能成为传统农业的替代方式并有助于降低碳排放。近年来关于海藻的营养价值以及其可能对人体造成或好或坏的相关研究结论屡见不鲜。

海藻是一种营养价值高、热量低、含有纤维、蛋白质、欧米伽3和6以及不饱和脂肪酸、维生素和矿物质的食物。此外,海藻的某些副产品能在食品工业中二次利用。本文的研究重点是关注海藻作为替代传统农业的潜能和作为食品的安全性。文章详细描述了与海藻消费有关的营养价值,海藻衍生的化合物如何在食品工业中得到商业化的开发和应用,以及保障它们作为安全食品添加剂供人类消费的使用限制。

Life期刊介绍

期刊主要关注生命科学主题相关的最新研究成果。领域涵盖天体生物学、生命起源、蛋白质和蛋白质组学、细胞生物学和组织工程、遗传学和基因组学、合成生物学和系统生物学、微生物学与工程学、植物学、动物学、生理学和病理学等各生命科学领域。目前,期刊已被Science Citation Index Expanded (SCIE)、PubMed、Scopus等数据库收录。

2020 Impact Factor:3.817

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