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喜温嗜酸硫杆菌SM-1的ROS防护机制
  • ISSN号:0253-2654
  • 期刊名称:微生物学通报
  • 时间:2014
  • 页码:243-250
  • 分类:Q255[生物学—细胞生物学]
  • 作者机构:[1]河南科技大学食品与生物工程学院,河南洛阳471023, [2]上海人类基因组研究中心,上海201203, [3]中国科学院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室,北京朝阳100101
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.31200035,31171234);河南科技大学博士启动基金项目(No.090061608)
  • 相关项目:喜温嗜酸硫杆菌Acidithiobacillus caldus基因组不稳定性对其环境适应性的影响
中文摘要:

【目的】从基因组水平探讨生物冶金微生物——喜温嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)的活性氧类物质(Reactive oxygen species,ROS)防护机制。【方法】采用罗氏454 GS FLX测序平台对喜温嗜酸硫杆菌SM-1进行全基因组测序,利用NCBI非冗余蛋白数据库、Uniport蛋白数据库对全基因组序列进行功能注释,并采用基因组百科全书数据库(KEGG)进行基因组代谢途径重构,通过比较基因组学方法分析SM-1基因组中参与ROS防护相关的基因及可能的分子机制。【结果】SM-1细胞内的酶促抗氧化系统可用于清除细胞内产生的ROS物质,而非酶促抗氧化系统可用于维持细胞内的还原性内环境;细胞内的DNA损伤修复系统可用于修复DNA的氧化损伤从而保持个体遗传物质的稳定性。此外,SM-1基因组中大量的转座元件可能会增加基因组的可塑性以适应极端冶金环境。【结论】SM-1基因组序列的获得为从整体水平揭示喜温嗜酸硫杆菌适应生物冶金环境ROS氧化损伤的防护机制提供了帮助,对于SM-1的ROS防护机制的认知也为进一步通过遗传改造、提升其在高浓度重金属离子冶金环境中的抗性、提高冶金效率提供了理论指导。

英文摘要:

[Objective] To discover the defense mechanisms of Acidithiobacillus caldus SM-1 responding to reactive oxygen species at the whole genome level. [Methods] The genomic DNA of At. caldus SM-1 was sequenced by the Roche 454 Genome Sequencer FLX instrument. Gene function was annotated by homology searching in the NCBI NR (non-redundant) and UniProt protein database. The KEGG database was used to reconstruct the metabolism pathways in the cell. Genes related to ROS defense mechanisms were identified through the comparative genomic analysis. [Results] Enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems were both identified in the SM-1 genome. The former was used to eliminate the ROS and the latter was utilized to provide a reducing intracellular environment through maintaining the redox homeostasis in the cell. The robust DNA repair system was used to deal with DNA oxidative damage. In addition, whether the large number of transposable elements in the SM-1 genome might enhance the genome plasticity for adaptation to extreme bioleaching environments is still need further interpretation. [Conclusion] Genome sequence of SM-1 will help us to discover the ROS detoxification mechanisms of SM-1, and this will give us insights to construct the engineered stains with better bioleaching performance.

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期刊信息
  • 《微生物学通报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院微生物研究所 中国微生物学会
  • 主编:赫荣乔
  • 地址:北京市朝阳区北辰西路一号院3号中国科学院微生物研究所内B401室
  • 邮编:100101
  • 邮箱:xuj@sun.im.ac.cn
  • 电话:010-64807511
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2654
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1996/Q
  • 邮发代号:2-817
  • 获奖情况:
  • 1992年中国科学技术协会优秀学术期刊三等奖,1992年国家科委中共中央宣传部新闻出版署“全国优...,2000年中国科学院优秀期刊三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:29487