YCR007c基因抑制木糖异构酶途径酵母木糖发酵的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31500060
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0104.微生物遗传与生物合成
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Xylose isomerase (XI) pathway does not require extensive cofactors as in the oxidoreductase pathway and thus has higher potential in terms of theoretical yield. However, nearly all reported xylose isomerase-based pathways in Saccharomyces cerevisiae suffer from poor ethanol productivity, low xylose consumption rates, and poor cell growth compared with an oxidoreductase pathway and, additionally, often require adaptive strain evolution. In previous research, we successfully constructed glucose and xylose co-fermenting yeast strain C5D-M-P for ethanol production. Then by adaptive strain evolution, we get the strain C5D-M-P-E with enhanced xylose fermentation and without any mutations in XI Gene sequence. By identifying differentially expressed genes between C5D-M-P-E and C5D-M-P, We already found target gene YCR007c inhibiting xylose fermentation of S. cerevisiae with engineered xylose-isomerase pathways. By using research methods such as knockout and overexpression, we will identify YCR007c function in xylose isomerase-based pathways yeast for xylose metabolism and research the interaction between YCR007c and genes in xylose isomerase-based pathways. In addition, the work would illustrate the molecular mechanism of YCR007c gene inhibiting xylose fermentation of S. cerevisiae with engineered XI pathways.
木糖异构酶(XI)途径和氧化还原途径相比,无需辅酶参与,理论产率更高,是建立木糖发酵的优选途径。然而,与氧化还原途径相比几乎现有的XI途径酵母工程菌木糖代谢和乙醇产率较低,特别是需要自适应进化,这暗示酵母存在未知的XI途径木糖发酵内源抑制基因。本项目组构建完成共发酵葡萄糖木糖的XI途径酵母工程菌C5D-M-P,驯化C5D-M-P得到木糖发酵效率提高、XI基因序列没有发生任何突变的进化菌株C5D-M-P-E。通过分析C5D-M-P和C5D-M-P-E基因差异表达,我们最近已经找到酿酒酵母内源抑制XI途径木糖发酵效率的靶标基因YCR007c,在此基础上,本项目拟采用基因敲除和过表达等研究方法,鉴定YCR007c基因在酿酒酵母木糖代谢中的功能,研究YCR007c和XI途径基因的相互作用,进一步阐明YCR007c抑制XI途径木糖发酵效率的分子机理。

结项摘要

木糖异构酶(XI)途径和氧化还原途径相比,无需辅酶参与,理论产率更高,是建立木糖发酵的优选途径。然而,与氧化还原途径相比几乎现有的XI途径酵母工程菌木糖代谢和乙醇产率较低,特别是需要自适应进化,这暗示酵母存在未知的XI途径木糖发酵内源抑制基因。本项目组构建完成共发酵葡萄糖木糖的XI途径酵母工程菌C5D-M-P,驯化C5D-M-P得到木糖发酵效率提高、XI基因序列没有发生任何突变的进化菌株C5D-M-P-E。通过分析C5D-M-P和C5D-M-P-E基因差异表达,找到酿酒酵母内源抑制XI途径木糖发酵效率的靶标基因YCR007c。在此基础上,本项目明确YCR007c基因在酿酒酵母木糖代谢中的功能,YCR007c敲除后木糖利用率提高了18.5%,乙醇产量提高了8.9%。进一步通过基因表达谱差异分析发现YCR007c降低了DUP380家族成员YGL263W的表达活性,YGL263W参与物质的跨膜运输过程。构建YGL263W缺失突变株C5D-P12,其木糖利用率降低了23.2%,推测YCR007c抑制木糖异构酶途径木糖发酵效率的分子机理是降低木糖的运输效率。本研究为进一步利用基因工程和代谢工程的方法改造酿酒酵母提高其木糖发酵效率提供理论及实践基础。

项目成果

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会议论文数量(0)
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其他文献

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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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