飞秒激光诱变达托霉素高产菌株技术及其机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21076022
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    38.0万
  • 负责人：
    陈云琳
  • 依托单位：
    北京交通大学
  • 学科分类：
    B0812.生物化工与合成生物工程
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

本课题组将开展飞秒激光诱变达托霉素高产菌株的研究，重点考察波长、能量密度、功率密度、辐射时间和辐射样品区的光斑尺寸等激光参数对飞秒激光诱变达托霉素菌株的影响，研究飞秒激光诱变达托霉素菌株的酶激活和酶催化位点反应，揭示达托霉素菌株新的新陈代谢规律，获得最佳的飞秒激光诱变达托霉素高产菌株新技术；从更深层次、更复杂角度开展飞秒激光诱变达托霉素关键酶、DNA等生物分子的能级系统及DNA等三维空间构象的微观机理、飞秒激光诱变达托霉素菌株ATP能量传递过程的量子微观机理、飞秒激光诱变达托霉素菌株生物系统量子熵的演化过程等新机理及其新模型的研究。将飞秒激光诱变技术，系统生物学和代谢工程相结合，率先构建出具有我国独立知识产权的高产达托霉素工程菌株。

结项摘要

运用达拖霉素菌系统生物学基本方法，结合飞秒激光诱变达拖霉素菌技术，结合关键酶活测定和动力学参数测定，开展飞秒激光诱变达拖霉素菌激株的激光波长、能量密度、功率密度、辐射时间和辐射样品区的光斑尺寸等激光参数对飞秒激光诱变达拖霉素菌株效果的影响，获得最佳的飞秒激光诱变达拖霉素菌株新技术。通过瞬态高能光子的飞秒激光诱变来优化目的基因，使其更多的代谢流流向达托霉素的生物合成。研究了飞秒激光诱变达托霉素菌株的酶激活和酶催化反应机理，揭示了达托霉素菌株的新陈代谢规律，通过基因测序仪对飞秒激光诱变达托霉素菌株进行基因序列测定和遗传标记测定，发现基因突变情况，获得最佳的飞秒激光诱变达托霉素高产菌株。高产菌株在7.5L发酵罐其产量从31.7g/L提高了56.3%，达到49.4g/L，而转化率达到0.56（g富马酸/g葡萄糖），比原始菌提高了36.6%。同时通过飞秒激光诱变ATP能量传递过程的分析，揭示光子诱变调控相关酶的基因激活机理，并首次建立了飞秒激光诱变微观量子机理模型。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Higher-level production of ascomycin (FK520) by Streptomyces hygroscopicus var. ascomyceticus irradiated by femtosecond laser
吸水链霉菌变种更高水平地生产子囊霉素 (FK520)。
  • DOI：
    10.1007/s12257-012-0114-2
  • 发表时间：
    2012-08-01
  • 期刊：
    BIOTECHNOLOGY AND BIOPROCESS ENGINEERING
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Qi, Hai-shan;Xin, Xing;Jia, Xiao-qiang
  • 通讯作者：
    Jia, Xiao-qiang
Metabolic profiling of a Rhizopus oryzae fumaric acid production mutant generated by femtosecond laser irradiation
飞秒激光照射产生的米根霉富马酸生产突变体的代谢分析
  • DOI：
    10.1016/j.biortech.2012.03.087
  • 发表时间：
    2012-06-01
  • 期刊：
    BIORESOURCE TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Yu, Shouzhi;Huang, Di;Jia, Xiaoqiang
  • 通讯作者：
    Jia, Xiaoqiang
达托霉素及其衍生物生物合成的研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    化工进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    万 涛;齐海山;陈云琳;闻建平
  • 通讯作者：
    闻建平
Metabolic Flux Analysis and Principal Nodes Identification for Daptomycin Production Improvement by Streptomyces roseosporus
玫瑰孢链霉菌提高达托霉素产量的代谢通量分析和主节点鉴定
  • DOI：
    10.1007/s12010-011-9390-0
  • 发表时间：
    2011-12-01
  • 期刊：
    APPLIED BIOCHEMISTRY AND BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Huang, Di;Jia, Xiaoqiang;Chen, Yunlin
  • 通讯作者：
    Chen, Yunlin
In silico aided metabolic engineering of Streptomyces roseosporus for daptomycin yield improvement
计算机辅助玫瑰孢链霉菌代谢工程以提高达托霉素产量
  • DOI：
    10.1007/s00253-011-3773-6
  • 发表时间：
    2012-05-01
  • 期刊：
    APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Huang, Di;Wen, Jianping;Chen, Yunlin
  • 通讯作者：
    Chen, Yunlin

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  • 通讯作者：
    陈云琳

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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