基于多组学的腾冲酸性温泉铁、砷氧化菌群协同除砷机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    52004331
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    8.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0407.矿山修复工程
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2020
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2021-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Major sources of human-related arsenic pollution in China include mining and metallurgical wastewater. Both arsenite and arsenate, which are highly toxic inorganic arsenic forms, coexist in many acid mine drainage localities. Biomineralization is a promising approach for treatment of arsenic pollution in AMD. Acidophilic Fe-oxidizing microorganisms in the AMD catalyze rapid oxidation of ferrous iron to ferric iron, mediating the formation of secondary iron minerals, and arsenic gets naturally attenuated by adsorption and co-precipitation. In this process, microbial oxidation of arsenite to arsenate will be beneficial to the detoxification of arsenic in the AMD environment. Obtaining high-performing arsenic-removing microbial consortia capable of oxidizing ferrous iron as well as trivalent arsenic, clarifying the synergistic interactions among microbial species and elucidating their responses to environmental changes are the keys to achieving sustainable bioremediation of AMD arsenic pollution. These are also the research goals of this study. Tengchong acid hot spring is a treasure trove of iron metabolizing microorganisms and arsenic-transforming microbes which have great potential to remediate As-contaminated AMD. Here we propose to carry out bioremoval of arsenic by arsenic- and iron-oxidizing microbial consortia from acidic hot springs of Tengchong, and to have a deep understanding of structure and function of high-performing microbial consortia and also the synergistic interactions among microbial species using multi-omic approach, and to construct functional molecular ecological networks related to arsenic removal. The main aim of this study is to provide a basis for biofortification and developing bioremediation strategy.
人为的砷污染在我国的主要来源是采矿及冶金业废水。无机态的三价砷和五价砷共存于许多酸性矿山排水(AMD)中,无机砷有剧毒。利用生物矿化实现AMD中砷污染的治理十分有应用前景。嗜酸铁氧化菌驱动亚铁的快速氧化介导次生铁矿物形成,砷则通过次生矿物吸附和共沉淀被去除。在此过程中砷氧化菌将三价砷转化为五价砷有利于AMD环境的砷解毒。获得既可以氧化亚铁又可以氧化三价砷的高效除砷菌群,阐明微生物类群之间的协同作用机制及除砷过程中环境因素的影响,是实现AMD砷污染可持续生物修复的关键。这也正是本课题的研究目标。腾冲酸性温泉蕴藏着大量铁、砷代谢功能微生物,有修复AMD砷污染的应用潜力。本课题拟开展腾冲酸性温泉菌群除砷的研究,并通过宏基因组学、转录组学等手段深入揭示高效菌群的结构、功能及协同机制,构建砷去除相关的微生物分子生态网络,为微生物修复AMD砷污染时选择生物强化手段及修复策略提供依据。

结项摘要

人为的砷污染在我国的主要来源是采矿及冶金业废水。无机态的三价砷和五价砷共存于许多酸性矿山排水(AMD)中,无机砷有剧毒。利用生物矿化实现AMD中砷污染的治理十分有应用前景。嗜酸铁氧化菌驱动亚铁的快速氧化介导次生铁矿物形成,砷则通过次生矿物吸附和共沉淀被去除。在此过程中砷氧化菌将三价砷转化为五价砷有利于AMD环境的砷解毒。腾冲酸性温泉蕴藏着大量铁、砷代谢功能微生物,有修复AMD砷污染的应用潜力。有关亚铁氧化的微生物的研究十分丰富,而关于稻田等生态环境的砷氧化的微生物也有充分的研究,而有关酸性环境下的砷氧化微生物的研究则十分缺乏。在此背景下,本课题开展了腾冲酸性温泉菌群除砷的研究,并通过宏基因组学、全基因组学等手段系统揭示了腾冲温泉中砷抗性及砷转化微生物的种类、系统发育关系及分布情况,明确了不同来源的高效除砷菌群的共有、特有微生物及核心菌群,构建了砷去除相关功能微生物分子生态网络,揭示了主要微生物及参与砷去除的基因和代谢途径。本项目的研究可以为进一步开发利用腾冲温泉的砷氧化微生物资源和采用微生物修复AMD砷污染时选择生物强化手段及修复策略提供依据。

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
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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

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          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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