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感受态还是芽胞?细胞命运决定的遗传调控网络
  • ISSN号:1000-3061
  • 期刊名称:《生物工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q251[生物学—细胞生物学]
  • 作者机构:[1]生物资源绿色转化湖北省协同创新中心湖北大学生命科学学院,湖北武汉430062, [2]青岛蔚蓝生物集团有限公司,山东青岛266001
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(863计划)(No.2014AA021303-04); 国家自然科学基金(No.31170068); 湖北省自然科学基金重点项目(No.2011CDA00302)资助
中文摘要:

枯草芽胞杆菌作为一般认为安全(GRAS,Generally recognized as safe)菌株,被广泛应用于饲料、食品、生物防治等领域,同时,枯草芽胞杆菌作为表达宿主在工业酶的应用中扮演重要角色。然而,低效的芽胞形成率与感受态效率极大限制了枯草芽胞杆菌的应用潜力。尽管已有大量关于芽胞形成与感受态形成的分子遗传机制的研究报道,但是通过遗传改造提高枯草芽胞杆菌芽胞形成率与感受态效率的研究报道并不多。可能的原因是芽胞形成与感受态形成作为枯草芽胞杆菌生长后期两个主要的发育事件,受胞内复杂的遗传调控机制操纵,且两个遗传通路之间存在相互调控关系,对遗传改造工作形成挑战。随着基因工程与代谢工程研究的不断发展,积累了大量关于细胞生长、代谢与发育等方面的遗传信息,通过综合这些遗传信息构建细胞遗传调控网络,用于指导生产实践,已经成为当前研究的热点之一。基于此,本文简要概述了枯草芽胞杆菌芽胞形成和感受态形成的遗传通路,初步探讨了芽胞形成与感受态形成之间的遗传调控网络,及细胞在生长后期的遗传决定机制,并讨论了该遗传调控网络对枯草芽孢杆菌及其近缘种应用研究的指导作用。

英文摘要:

Bacillus subtilis is a generally recognized as safe(GRAS) strain that has been widely used in industries including fodder, food, and biological control. In addition, B. subtilis expression system also plays a significant role in the production of industrial enzymes. However, its application is limited by its low sporulation frequency and transformation efficiency. Immense studies have been done on interpreting the molecular mechanisms of sporulation and competence development, whereas only few of them were focused on improving sporulation frequency and transformation efficiency of B. subtilis by genetic modification. The main challenge is that sporulation and competence development, as the two major developmental events in the stationary phase of B. subtilis, are regulated by the complicated intracellular genetic regulatory systems. In addition, mutual regulatory mechanisms also exist in these two developmental events. With the development of genetic and metabolic engineering, constructing genetic regulatory networks is currently one of the most attractive research fields, together with the genetic information of cell growth, metabolism, and development, to guide the industrial application. In this review, the mechanisms of sporulation and competence development of B. subtilis, their interactions, and the genetic regulation of cell growth were interpreted. In addition, the roles of these regulatory networks in guiding basic and applied research of B. subtilis and its related species were discussed.

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期刊信息
  • 《生物工程学报》
  • 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:杨胜利
  • 地址:北京市朝阳区大屯路中国科学院微生物研究所内B401室
  • 邮编:100101
  • 邮箱:cjb@im.ac.cn
  • 电话:010-64807509
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3061
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1998/Q
  • 邮发代号:82-13
  • 获奖情况:
  • 北京市优秀科技期刊期刊奖,中国科协首届优秀学术期刊奖,2000年中科院优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国生物医学检索系统,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,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:18441