脱氮微生物及脱氮工艺研究进展

脱氮是大部分污水处理系统中不可缺少的一环。由于具有经济高效、工艺简单和无二次污染等显著优势,生物脱氮工艺在最近数十年中备受关注。根据脱氮微生物的生理特性和脱氮机制不同,文中分类综述了近年来生物脱氮工艺的研究进展,重点对比分析了硝化菌、反硝化菌和厌氧氨氧化菌以及以这些菌为基础的不同生物脱氮工艺的优缺点,为复杂污水环境的脱氮工艺选择提供参考。基于微生物脱氮机制,通过合成生物学技术开发高效脱氮菌株,结合不同工艺优点并应用自动化模拟最佳条件,从而建立经济高效的脱氮工艺将是未来发展的重要方向。     

代谢工程强化脱氮副球菌DYTN-1去除氮素污染物

【目的】脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)是一种环境友好的α-变形菌纲菌株,在有氧条件下也可进行反硝化过程,具有较好的脱氮能力。本研究以脱氮副球菌DYTN-1为底盘细胞,筛选氮素诱导型启动子用于强化硝化和反硝化途径,进而达到代谢工程强化脱氮副球菌DYTN-1去除氮素污染物的目的。【方法】通过接合转移的方法分别将过表达amoA、amoB、hao和nirS基因的重组质粒导入脱氮副球菌DYTN-1细胞中。经过荧光定量检测和氮素定量检测对脱氮副球菌DYTN-1的基因元件和氮去除能力进行表征。【结果】从基因组中挖掘了6个受NO₂^‒、NO₃^‒和NH₄⁺诱导的启动子,诱导差异为2‒26倍;且过表达nirS的菌株用2 g/L KNO₃处理24 h后培养基中NO₃^‒的残余量为野生型菌株的67%。同时过表达hao和nirS基因的菌株在用1 g/L NH₄Cl和2 g/L KNO₃处理12 h后,其NO₃^-的剩余量仅为野生型菌株的50%,且最终总氮的降解效率达79.5%,剩余总氮仅为野生型菌株的一半。【结论】上述研究表明,利用筛选获得的启动子工具在P.denitrificans DYTN-1中进行代谢工程改造强化氮素污染物的去除具有可行性。     

circGFRA1靶向miR-642a-5p调控类风湿关节炎滑膜成纤维细胞增殖、迁移和侵袭的机制研究

该研究探讨了circGFRA1对类风湿关节炎(RA)滑膜成纤维细胞(SFs)增殖、迁移和侵袭的影响及其可能机制。收集了39例RA患者的滑膜组织和39例膝关节创伤且无其他关节异常病史患者的滑膜组织(正常滑膜组织),qRT-PCR法检测组织中circGFRA1和miR-642a-5p表达情况。体外分离培养RASFs,分别转染circGFRA1小干扰RNA、miR-642a-5p模拟物,或共转染circGFRA1小干扰RNA与miR-642a-5p抑制剂后,CCK-8法、划痕实验、Transwell小室分别检测细胞增殖、迁移和侵袭;蛋白质印迹法检测细胞中Ki-67、E-cadherin和N-cadherin蛋白表达;双荧光素酶报告基因实验验证circGFRA1和miR-642a-5p的调控关系。结果显示,RA患者滑膜组织中circGFRA1表达水平较正常滑膜组织显著升高(P<0.05),miR-642a-5p较正常滑膜组织显著降低(P<0.05);下调circGFRA1或上调miR-642a-5p后,RASFs细胞D值、划痕愈合率、侵袭数及细胞中Ki-67、N-cadherin蛋...     

基于转录因子的代谢物生物传感器的研究进展

基于转录因子的代谢物生物传感器在代谢工程和合成生物学中发挥着重要的作用。生物传感器感应代谢物浓度信号,将其转换为特定信号输出,具有灵敏度高、特异性强、分析速度快等特点,被广泛应用于目标代谢物的响应。文中介绍了基于转录因子生物传感器的作用原理,以及近年来在微生物细胞中的应用实例和应用方面面临的挑战,主要包括目标代谢物浓度的检测、高通量筛选、自适应实验室进化选择和动态控制,同时为了克服应用中的挑战,也着重介绍了基于转录因子生物传感器的性能调节策略,主要包括传统调节和计算机辅助的调节策略,讨论了生物传感器在实际应用中可能面临的机遇与挑战,并对其发展趋势进行了展望。