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微生物合成乳酸的细胞工厂构建研究进展
1
作者 王晓娜 田开仁 +3 位作者 吴昊 寇佳祥 乔建军 李艳妮 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期317-325,共9页
乳酸目前广泛应用于食品、医疗和化妆品行业,并因其作为可生物降解塑料聚乳酸的原料而备受关注。微生物发酵合成乳酸具有光学纯度高和底物成本低等优点,因此,研究人员利用合成生物学和代谢工程技术构建了新型微生物细胞工厂,以实现乳酸... 乳酸目前广泛应用于食品、医疗和化妆品行业,并因其作为可生物降解塑料聚乳酸的原料而备受关注。微生物发酵合成乳酸具有光学纯度高和底物成本低等优点,因此,研究人员利用合成生物学和代谢工程技术构建了新型微生物细胞工厂,以实现乳酸的高效合成。在此过程中,代谢通路的构建与优化、氧化还原平衡的调节、底物谱的拓宽以及细胞工厂鲁棒性的提高等方面是需要考虑的关键问题。文章详细介绍了微生物合成乳酸的细胞工厂构建研究进展,并对当前面临的挑战和未来的研究方向进行了探讨,旨在为工业微生物高效合成乳酸提供借鉴。 展开更多
关键词 乳酸 微生物细胞工厂 合成生物学 代谢工程 鲁棒性
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基于CRISPR/Cas系统的基因编辑工具及其改进策略 被引量：1
2
作者 辛圆 田开仁 +1 位作者 乔建军 财音青格乐 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期72-85,共14页
CRISPR/Cas系统自发现以来持续推动着生命科学领域的进步。与此同时,CRISPR/Cas介导的基因编辑技术也在不断发展壮大。基于DSBs修复的CRISPR/Cas基因编辑技术、碱基编辑器和先导编辑器等新型基因编辑工具的开发为生物学基础研究铺平了... CRISPR/Cas系统自发现以来持续推动着生命科学领域的进步。与此同时,CRISPR/Cas介导的基因编辑技术也在不断发展壮大。基于DSBs修复的CRISPR/Cas基因编辑技术、碱基编辑器和先导编辑器等新型基因编辑工具的开发为生物学基础研究铺平了道路。虽然这些工具为生物技术带来了革命性变化,但基因编辑效率偏低、产物纯度不高、脱靶效应频繁等问题也随之而来。不断开发精确、高效和安全的CRISPR/Cas基因编辑工具仍是当前和未来的生命科学研究热点。概述了CRISPR/Cas基因编辑工具的发展、构成及原理,总结了CRISPR/Cas基因编辑系统提升编辑效率、扩展编辑范围和降低脱靶效应的通用策略及不同CRISPR/Cas基因编辑工具的改进方法,并就CRISPR/Cas基因编辑工具未来的研究方向进行展望。 展开更多
关键词 CRISPR/Cas 基因编辑效率 DSBs 碱基编辑器 先导编辑器
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基因编码型生物传感器在微生物细胞工厂中的应用进展
3
作者 洪霞 田开仁 +1 位作者 乔建军 李艳妮 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期62-76,共15页
合成生物学的迅猛发展推动了微生物细胞工厂中多种复杂化学品的生物合成,但仍存在产量低、生产效率不高等诸多问题。基因编码型生物传感器可以感知细胞内外代谢物浓度及外界环境的波动,产生可测量的信号输出或调控通路中的基因表达水平... 合成生物学的迅猛发展推动了微生物细胞工厂中多种复杂化学品的生物合成,但仍存在产量低、生产效率不高等诸多问题。基因编码型生物传感器可以感知细胞内外代谢物浓度及外界环境的波动,产生可测量的信号输出或调控通路中的基因表达水平,具有成本低、操作简单、可再生等优点。目前,基因编码型生物传感器已经成为合成生物学和代谢工程的重要组成部分,是微生物细胞工厂中代谢动态调控及理想表型进化/筛选的强大工具。概述了基因编码型生物传感器的组成及工作原理,重点介绍了基因编码型生物传感器在微生物代谢动态调控及高通量筛选中的最新研究进展,就基因编码型生物传感器设计与构建过程中面临的挑战进行探讨,并展望了其今后的发展方向。 展开更多
关键词 基因编码型生物传感器 合成生物学 微生物细胞工厂 动态调控 高通量筛选
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CRISPR-dCas9调控基因转录的研究进展 被引量：4
4
作者 田开仁 薛二淑 +2 位作者 宋倩倩 乔建军 李艳妮 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期94-101,共8页
CRISPR/Cas9系统已不仅仅是一种革命性的基因编辑工具,还能在各种原核和真核生物中调控基因转录。近年来,由CRISPR/Cas9衍生而来的CRISPR-dCas9系统已被用于基因成像、高通量筛选、基因调控、必需基因功能研究及表观遗传调控等多个方向... CRISPR/Cas9系统已不仅仅是一种革命性的基因编辑工具,还能在各种原核和真核生物中调控基因转录。近年来,由CRISPR/Cas9衍生而来的CRISPR-dCas9系统已被用于基因成像、高通量筛选、基因调控、必需基因功能研究及表观遗传调控等多个方向。总结了近年来CRISPRdCas9系统在激活或抑制基因转录、降低脱靶效率、sgRNA与转录强度及特异性之间的联系等方面的研究进展,以期对CRISPR-dCas9系统定向调控基因转录的研究提供参考和帮助,并就其未来可能的改进进行了展望。 展开更多
关键词 CRISPR-dCas9 基因调控 转录激活 转录抑制
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细菌中D-氨基酸生物合成及调控作用研究进展 被引量：2
5
作者 薛二淑 吴昊 +3 位作者 宋倩倩 田开仁 乔建军 财音青格乐 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期106-113,共8页
细菌中普遍存在L/D型氨基酸,与L-氨基酸(L-AAs)不同,D-氨基酸(D-AAs)不参与蛋白质合成,而与细胞壁肽聚糖的合成有关,直接影响细菌细胞壁的形状、数量和强度。D-AAs在细菌表征、药物抑菌性、靶标确定等方面具有重要的作用。目前,外源添加... 细菌中普遍存在L/D型氨基酸,与L-氨基酸(L-AAs)不同,D-氨基酸(D-AAs)不参与蛋白质合成,而与细胞壁肽聚糖的合成有关,直接影响细菌细胞壁的形状、数量和强度。D-AAs在细菌表征、药物抑菌性、靶标确定等方面具有重要的作用。目前,外源添加D-AAs参与肽聚糖合成的机制已有一些研究进展,其荧光衍生物已应用于细菌可视化,特异性探测细胞壁形成/重塑、细菌生长和细胞形态。但D-AAs如何影响细菌生长及其抗逆性的机制尚未研究清楚。对D-AAs的研究现状进行综述,重点介绍D-AAs在细菌中的生物合成机制和参与细胞壁合成的机制、非典型DAAs对细菌的调控以及在细菌可视化中的应用,并对D-AAs未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 肽聚糖 D-氨基酸 氨基酸异构酶 氨基酸转氨酶
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SEDS蛋白的结构与功能研究进展 被引量：1
6
作者 李晨辰 吴昊 +2 位作者 田开仁 乔建军 李艳妮 《中国细胞生物学学报》 CAS CSCD 2020年第6期1053-1062,共10页
肽聚糖是细菌细胞壁的主要成分,在维持细胞活性、形状和保护渗透压等方面起着重要作用。SEDS(shape,elongation,division,and sporulation)蛋白是参与肽聚糖合成的一类膜蛋白家族,其成员与细胞形状、伸长、分裂和孢子形成有关。一系列... 肽聚糖是细菌细胞壁的主要成分,在维持细胞活性、形状和保护渗透压等方面起着重要作用。SEDS(shape,elongation,division,and sporulation)蛋白是参与肽聚糖合成的一类膜蛋白家族,其成员与细胞形状、伸长、分裂和孢子形成有关。一系列遗传和生化证据表明,SEDS蛋白具有糖基转移酶功能,是细胞延长和分裂机制的核心聚合酶。SEDS蛋白分布的广泛性、结构的保守性和功能的重要性,使其有望成为新一代抗生素研究的重要靶标。该文对SEDS蛋白的结构和功能进行了综述,重点介绍了SEDS蛋白的结构及其参与肽聚糖合成的调控机制,并对SEDS蛋白的应用和前景进行了展望。 展开更多
关键词 肽聚糖 SEDS RodA FtsW SpoVE
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噬菌体重组酶系统在合成生物学中的应用 被引量：1
7
作者 郭曼曼 田开仁 +1 位作者 乔建军 李艳妮 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期90-102,共13页
合成生物学技术采用工程化设计理念,对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成,对重塑非自然功能的"人造生命"具有重要意义。噬菌体重组系统具有高效、精确和广谱适用性等特点,在基因工程、代谢工程以及生物治疗等合成生... 合成生物学技术采用工程化设计理念,对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成,对重塑非自然功能的"人造生命"具有重要意义。噬菌体重组系统具有高效、精确和广谱适用性等特点,在基因工程、代谢工程以及生物治疗等合成生物学领域得到了广泛的应用。从基因电路、体内遗传改造和体外重组等方面全面阐述了噬菌体重组系统在合成生物学研究的现状及热点,对当前该系统的局限性进行了探讨,并就未来的研究和发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 合成生物学 噬菌体重组酶 基因电路 遗传改造 体外重组
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