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The Lancet(IF=98.4)丨酒精健康标签的存在可以提高人们对酒精致癌的认知吗?
The Lancet(IF=98.4)丨酒精健康标签的存在可以提高人们对酒精致癌的认知吗?
INTRODUCTION•✦研究介绍✦•研究背景Background酒精是一种有毒和产生依赖性的精神活性物质,与某些非传染性疾病有因果关系,包括肿瘤。欧盟的酒精消费特别高,2019年的数据显示,77%的成年人口(年龄>15岁)是饮酒者,而世界范围内这一比例为44%。酒精使用在全球范围内造成了巨大的健康负担,但很多消费者没有意识到它的风险。酒精健康标签作为一种健康警告被认为是一种很有前途的方法用来提高人们对酒精危害和潜在危害的认识从而促进行为改变。然而,截至到2023年7月21日的文献检索结果显示这方面的系统调查很少。研究目的Objectives该项目的研究旨在调查健康标签对人们酒精致癌知识的影响,三种不同信息主题的认知(合理的饮酒,酒精对健康的一般危害,酒精导致癌症)是否有用,以及携带癌症信息图像效果如何。METHODS•✦研究方法✦•研究亮点1该项研究是一项较大的线上问卷调查,样本量具有一定的说服力。2该项研究从健康预防的角度出发,可以从治已病变成预防疾病,具有很强的传播意义。3癌症的图像传播回避率最高,我们是否在其他方面也应该考虑这个问题。1.实验设计这个在线调查实验是作为证据转化为行动酒精项目,旨在支持实施有效的酒精相关措施。这些数据是在14个欧洲国家通过在线调查收集的代表了所有主要国家先前在该地区确定的饮酒模式。参加者的资格标准是:该国的法定购买年龄(立陶宛年龄)20年;年龄:18岁(所有其他国家)进行调查的国家的语言行为举止,过去曾饮酒的一年。这项调查旨在评估六种不同标签对饮酒者的影响,标签曝光前后的知识差异和参与者对标签的认知(图一)。图一2.随机化参与者在线数据采集平台DataForm上通过使用rand()函数被随机分配到其中一个实验组 。函数被应用为资格问题后面的隐藏变量,将参与者遮挡后分配到序列中,使用随机数字生成器生成1 ~ 6之间的随机整数,分配比例相等。3.干预实验总共设计了六个标签:没有健康警告的对照组标签和五个实验组标签,实验组标签带有文字警告,带有或没有图片,显示在参与者首选的饮料容器(啤酒)罐头、酒瓶或伏特加酒瓶的正面。实验的标签共分为五种,第一种为简单的控制饮酒标签;第二种标签告知饮酒有害健康;第三种标签告知酒精致癌,第四种标签告知致癌并且用了警告图案;第五种标签告知致癌并且配备了图像(具体见图一)。为了控制熟悉效应,标签使用虚构的品牌。它们也保持了体型无论容器的类型如何,其均匀性都不受影响文本大小与消息长度相适应。4.程序在在线调查开始时,参与者会被告知这项研究的重点是提供酒精饮料标签上使用的信息容器。提供书面知情同意后并完成资格问题,合格参与者被随机分配到六组中的一组分组并完成了预操作知识评估。然后,参与者被暴露在一种说明书中有六种不同的标签条件请检查包装正面的标签容器下。FINDINGS•✦研究发现✦•基本信息描述1该研究对19110名欧洲人的研究表明酒精健康标签上的信息无论形式如何,都增加了对酒精致癌的认识,这一研究重复之前的发现。2该项研究发现没有图像的癌症信息是更容易被理解和接受的,并且引起较少的回避。在欧洲,尤其是当癌症信息与象形文字结合在一起时,似乎代表感知影响的最佳组合,ta具有可理解性和可接受性的相关性。3该研究发现性别在理解性和可接受性上是不同的。这个结果表明男性可能会对目前的标签做法比较满意而不是女人,因为女人想要更多的信息比目前标签上提供的要多。1、基本信息该研究的样本量为n=19110,男性和女性数量上相差不大,男性n=9368,女性n=9742(图二)。图二2、六种标签信息对于人群的影响通过logistics回归分析,我们可以发现与对照组相比,随着六种标签信息的接受,人们对酒精是癌症的高危因素相关知识的加深效果如下(图三),三种癌症相关标签都有很好的效果。图三3、受试者对于健康标签的反应对于健康标签主要会有以下七种反应(图四)。纯文本和象形文字癌症警告被认为是最相关的,主要是它们清晰,易于理解。一般健康危害和癌症警告(图形图像条件除外)也一样可接受。图四4、六种健康标签的其他影响因素三个与癌症相关的信息表现出最高的感知影响和相关性,其次是一般的健康危害信息和责任消息。女性对癌症标签的评价相比责任标签更高(更清晰、更容易理解、更容易接受),而男性则持相反的观点。合理饮酒的标签引发的回避最少,带有图形图像的癌症信息具有最高的回避性。(图五)图五DISCUSSION•✦研究讨论✦•研究局限性1该研究的一个局限是它依赖于对在人工环境中短暂暴露于标签的参与者对标签的反应和影响,因为标签可能会随着真实世界环境的反复暴露而演变。2该研究的另一个局限是测试标签和结果范围有限,测试图像只与癌症信息,并使用一个单一的逼真的图像。包括不同图像的更多变化,符号、图标和信息文字可以提供更深层次的信息对认知过程和反应的洞察标签或消息的特定方面这些都没有考虑到。参考文献[1] Correia D, Kokole D, Rehm J, Tran A, Ferreira-Borges C, Galea G, Likki T, Olsen A, Neufeld M. Effect of alcohol health warning labels on knowledge related to the ill effects of alcohol on cancer risk and their public perceptions in 14 European countries: an online survey experiment. Lancet Public Health. 2024 Jul;9(7):e470-e480. doi: 10.1016/S2468-2667(24)00102-6. PMID: 38942558.END文案 | 许唯伟排版 | 许唯伟审核 | 姜笑南发布|姜笑南世界生命科学大会RECRUIT关注我们,获取生命科学学界前沿|促进更多的学术交流与合作业界前沿|促进更快的产品创新与应用政策前沿|促进更好的治理实践与发展
2024-07-03
Nature Microbiol(IF=20.5)丨深入探究疱疹病毒核外排的分子奥秘
Nature Microbiol(IF=20.5)丨深入探究疱疹病毒核外排的分子奥秘
INTRODUCTION•✦研究介绍✦•研究背景Background疱疹病毒(Herpesviridae),作为一类拥有高度复杂生命周期的病毒,其核外排过程是病毒生命周期中的一大关键。这一过程不仅关乎病毒的传播,更涉及一系列复杂的分子机制与蛋白质相互作用。尽管已有研究揭示了部分关键蛋白质的作用,但背后的分子机制仍是一个未解的谜团。研究目的Objectives本研究的主要目的是通过先进的成像技术和分子生物学手段,深入分析疱疹病毒在体内(in situ)核外排过程中的分子可塑性(molecular plasticity),具体包括:1. 确定在核外排过程中涉及的关键病毒和宿主蛋白质。2. 解析这些蛋白质如何协同作用促进病毒颗粒的外排。3. 探讨分子层面上蛋白质与核膜的相互作用。METHODS•✦研究方法✦•研究亮点1光学荧光显微镜(Optical Fluorescence Microscopy):用于实时观察活细胞中病毒和宿主蛋白质的动态相互作用2冷冻显微镜(Cryo-Microscopy):提供高分辨率的病毒和细胞结构图像,详细展示分子水平的变化。3生化分析(Biochemical Analysis):用于鉴定和功能分析参与核外排过程的病毒和宿主蛋白质。FINDINGS•✦研究发现✦•1.囊泡形成机制:研究通过冷冻显微镜观察发现,疱疹病毒在细胞核内膜上形成了独特的囊泡结构,这些囊泡像一个个精心设计的“快递包裹”,将病毒颗粒安全地运送到细胞质中。这一过程为我们揭示了病毒在宿主细胞内传播的新机制(图1)。图1 疱疹病毒出核的各个阶段示意图2.关键病毒蛋白质的作用:UL31和UL34这两种疱疹病毒蛋白质在核外排过程中扮演了核心角色。研究发现UL31与核膜蛋白质紧密结合,促进了囊泡的形成;而UL34则与UL31协同作用,确保了病毒颗粒的顺利封装和外排。这一发现为我们理解病毒与宿主细胞之间的相互作用提供了新的视角(图2)。图2 疱疹病毒在核出口处形成有序的晶格3.蛋白质相互作用和功能:通过生化分析和成像技术,研究人员详细解析了UL31和UL34之间的相互作用以及它们与核膜蛋白质的结合模式。这些相互作用为囊泡的形成和病毒外排提供了重要的分子机制支持。同时,作者也发现了其他参与核外排过程的蛋白质,并初步揭示了它们之间的相互作用网络(图3)。图3 疱疹病毒衣壳子断层平均揭示五边形顶点蛋白质的相互依赖4.分子可塑性:研究揭示了疱疹病毒在核外排过程中展现出的惊人分子可塑性。这些病毒蛋白质能够灵活适应宿主细胞环境的变化,调整自己的功能和位置,确保核外排的高效进行。这种可塑性不仅体现在蛋白质的功能上,还体现在它们在细胞内的动态分布和相互作用上。DISCUSSION•✦研究讨论✦•本研究揭示了疱疹病毒核外排复合体(NEC)在病毒生命周期中的重要作用,特别是其与核衣壳的复杂相互作用。NEC能够形成寡聚体结构并调节细胞膜,但其与核衣壳的招募过程并非刚性,表明存在灵活的分子机制。NEC通过六边形片层与无序区域相间排列形成球形囊泡,展现了其结构的复杂性和动态性。这些发现不仅增进了对疱疹病毒核外排机制的理解,也为抗病毒策略的开发提供了新的思路。参考文献[1] Pražák, V., Mironova, Y., Vasishtan, D. et al. Molecular plasticity of herpesvirus nuclear egress analysed in situ. Nat Microbiol  (2024).PROFILEKay GrünewaldGroup Leader, Deputy Director, Facility Director (ALFM and Cryo-EM), Speaker of LSC InterACtKay Grünewald,病毒学领域的杰出研究者,以其对病毒结构的深入探索而备受瞩目。他率先将电子冷冻断层扫描技术应用于孤立病毒的研究,成功揭示了多种病毒的三维超分子组织,如单纯疱疹病毒、HIV-1和布尼亚病毒等。随后,他将研究焦点转向病毒感染的细胞生物学,深入理解病毒生命周期中的分子机制。Kay Grünewald的工作不仅深化了我们对病毒结构的认识,也为抗病毒药物的开发提供了重要基础,是病毒学领域的重要贡献者。END文案 | 晶体转业排版 | 晶体转业审核 | 晶体转业发布|姜笑南世界生命科学大会RECRUIT关注我们,获取生命科学学界前沿|促进更多的学术交流与合作业界前沿|促进更快的产品创新与应用政策前沿|促进更好的治理实践与发展
2024-07-02
Science(IF=44.7)丨减肥“神药”司美格鲁肽的秘密
Science(IF=44.7)丨减肥“神药”司美格鲁肽的秘密
INTRODUCTION•✦研究介绍✦•研究背景Background胰高血糖素样肽-1受体激动剂(GLP-1RAs)是有效的减肥药物,现在最热门的减肥“神药”司美格鲁肽就是一种GLP-1R激动剂,它可以模拟GLP-1在人体内的作用,如抑制食欲、增加饱腹感从而抑制摄食行为。 然而,GLP-1R激动剂的作用机制仍然有待研究。研究目的Objectives    来自首尔大学的神经科学家Hyung Jin Choi及其团队,通过给肥胖患者注射GLP-1R激动剂,观察到了消化前饱腹感(Preingestive satiation)增加的现象。 通过对人类和小鼠大脑样本的分析确定了下丘脑背内侧核(DMH)中的GLP-1R阳性神经元参与调控消化前饱腹感。 进一步研究发现,不使用GLP-1R激动剂而直接激活这一群神经元也可以引起饱腹感,为肥胖和代谢疾病提供了新的神经靶点。FINDINGS•✦研究发现✦•1.GLP-1R激动剂可以增加消化前饱腹感首先研究人员进行了一批临床实验,他们招募了一批受试者参与GLP-1R激动剂测试。研究人员评估了以下三个阶段所有受试者的饱腹水平:基线阶段(没有食物)、消化前阶段(存在食物但还未食用)以及消化阶段。研究结果显示,对照组的受试者随着基线阶段转变到消化前阶段时,饱腹感会逐渐降低;但接受GLP-1R激动剂的受试者饱腹感会持续增加,尤其是在消化前阶段增加的尤为明显(图1)。图1 GLP-1R激动剂会增加受试者消化前饱腹感2.DMH中存在GLP-1R激动剂靶向的神经元研究人员希望进一步探究调控消化前饱腹感的脑区,通过对人脑组织进行IHC或者使用GLP-1R-tdTomato基因鼠,研究人员发现人脑和鼠脑中的DMH脑区中均存在GLP-1R分布。通过使用GLP-1R-Cre基因鼠,研究人员通过光遗传学选择性的抑制/激活DMHGLP-1R神经元,结果显示抑制小鼠的DMHGLP-1R神经元可以增加小鼠的摄食时间和总摄食量,激活小鼠的DMHGLP-1R神经元会减少总摄食时间(图2)。图2 DMHGLP-1R神经元对于饱腹感是充分且必要的3.DMHGLP-1R神经元调控饱腹感为了进一步研究DMHGLP-1R神经元在进餐时候的发放情况,研究人员使用光纤记录和双光子内窥镜技术进行实时监测,结果显示DMHGLP-1R神经元在消化前阶段处于可响应状态;在消化开始前,DMHGLP-1R神经元会整合外部信息和内部状态进而编码消化前饱腹感(图3)。图3 DMHGLP-1R神经元的活动编码消化前饱腹感4.DMHGLP-1R神经元编码消化前饱腹感前期研究已经发现,GLP-1R激动剂可以增加受试者消化前饱腹感,研究人员希望进一步确认这一现象在小鼠中是否可以被复现,进而使用小鼠模型进一步研究GLP-1R激动剂作用于DMHGLP-1R神经元的调节方式。研究人员发现,GLP-1R激动剂同样会影响小鼠的消化前阶段,同时研究人员还发现使用GLP-1R激动剂后光遗传抑制DMHGLP-1R神经元会增加小鼠的进食持续时间以及总进食量,这说明如果抑制DMHGLP-1R神经元,即使是使用司美格鲁肽等减肥“神药”也无法抑制进食欲望(图4)。图4 GLP-1R激动剂只在进食阶段激活DMHGLP-1R神经元5.DMHGLP-1R-ArcNPY/AgRP神经环路的作用研究人员进一步探究神经元发挥作用的神经环路,通过电生理实验研究人员确认了DMHGLP-1R和ArcNPY/AgRP之间存在功能性连接,因此进一步使用GLP-1R-cre和AgRP-cre基因鼠结合化学遗传学进行后续实验,实验结果显示抑制DMHGLP-1R神经元可以减弱利拉鲁肽诱导的ArcNPY/AgRP神经元超极化(图5)。图5 GLP-1R激动剂激活DMHGLP-1R-ArcNPY/AgRP神经环路诱导饱腹感DISCUSSION•✦研究讨论✦•这篇文章发现了GLP-1R激动剂作用于DMHGLP-1R神经元进而调控消化前饱腹感,揭示了减肥“神药”的作用机制,对GLP-1的研究具有重要启示,为肥胖和代谢疾病提供了新的神经靶点。参考文献[1] Kim KS, Park JS, Hwang E, et al. GLP-1 increases preingestive satiation via hypothalamic circuits in mice and humans. Science. PROFILEHyung Jin Choi 首尔大学生命科学医学系专注于代谢调节的神经功能研究。END文案 | 叶如枫排版 | 叶如枫审核 | 叶如枫发布|姜笑南世界生命科学大会RECRUIT关注我们,获取生命科学学界前沿|促进更多的学术交流与合作业界前沿|促进更快的产品创新与应用政策前沿|促进更好的治理实践与发展
2024-07-02
Lancet(IF=168.9)丨立体定向放疗治疗新生血管性年龄相关性黄斑变性(STAR)
Lancet(IF=168.9)丨立体定向放疗治疗新生血管性年龄相关性黄斑变性(STAR)
INTRODUCTION•✦研究介绍✦•研究背景Background       老年黄斑变性(AMD)是全球成人视力丧失的主要原因之一,影响全球8%的成年人。新生血管性AMD(nAMD)是一种更急性的湿性AMD,其特征是异常血管生长和视力下降。nAMD的传统治疗方法是长期在眼内注射抗血管内皮生长因子(anti-VEGF)药物,但这种方法常给患者造成较大的经济负担,并增加感染性眼内炎的风险。研究目的Objectives评估立体定向放射治疗(SRT)是否能在不影响视力的情况下减少nAMD患者所需的抗VEGF注射次数。METHODS•✦研究方法✦•研究设计  Study design1这是一项关键性、双盲、假对照装置的随机对照试验(STAR研究)。2从英国30家医院招募了预先接受过治疗的慢性活动性nAMD患者,参与者随机分配到16-Gy SRT治疗组或假SRT对照组,比例为2:1。具体招募流程如图1所示。图1随机化和双盲Randomisation and masking使用在线随机化系统,并根据国家治疗中心进行分层,以确保在每个中心2:1的分配比例。在随机化系统生成了一个字母数字代码,输入到SRT设备中,对应16-Gy或假治疗程序。参与者和所有试验及图像阅读中心的工作人员都被掩蔽,仅统计学家未掩蔽。结果测量Outcomes 主要结果两年内所需的ranibizumab(一种抗VEGF药物)眼内注射次数,测试其优越性。 次要结果两年内的视力变化,测试其非劣效性。 安全性分析评估可用数据参与者的不良事件。统计分析Data Analysis      使用意向性治疗原则进行主要分析,并使用多种敏感性分析来验证结果对缺失数据和不合规情况的稳健性。FINDINGS•✦研究发现✦•基本信息描述1共纳入411名参与者,其中274名被分配到16-Gy SRT组,137名分配到假SRT组。2参与者年龄均在50岁以上,平均年龄为78岁,大多数为白人,之前接受过至少三次抗VEGF注射。主要结果:抗VEGF注射次数在为期两年的研究期间,SRT组平均需要10.7次ranibizumab注射,而假SRT组平均需要13.3次注射,表明SRT组注射次数减少了22%。(图2)图2次要结果:视力的影响        SRT组的最佳矫正视力(BCVA)在两年内下降了3.0个字母,而假SRT组下降了0.6个字母。        经过调整,两组之间的视力变化差异为1.7个字母,但没有统计学意义(p=0.17),在预设的非劣效性边界(五个字母)内。(图3)图3安全性分析:不良事件       不良事件发生率在两组中相。在SRT治疗组中有77只眼睛(35%)检测到微血管异常,而假SRT治疗只有13只(12%),但这些异常大多数是轻微的,对视力没有产生负面影响。DISCUSSION•✦研究讨论✦•研究结论       综上所述,SRT可以减少慢性活动性nAMD患者眼内注射抗VEGF的频率,降低全球治疗nAMD患者的治疗负担,并且安全性好。局限性1. 抗VEGF药物的选择:研究中选择了ranibizumab作为抗VEGF治疗,尚不清楚其他抗VEGF药物使用是否也能获得类似的益处。2. 长久性和安全性:尚不清楚SRT的安全性和益处是否会随时间的延长而持续,其长期安全性也尚未评估。3. 性别差异:研究中观察到男性患者对SRT的反应可能更好,但这一发现仍需进一步验证。未来研究方向长期随访研究不同抗VEGF药物的比较性别差异的进一步研究SRT与其他治疗方法的组合不同病变类型的研究和比较参考文献[1] Jackson TL, Desai R, Wafa HA, Wang Y, Peacock J, Peto T, Chakravarthy U, Dakin H, Wordsworth S, Lewis C, Clinch P, Ramazzotto L, Neffendorf JE, Lee CN, O'Sullivan JM, Reeves BC; STAR study group. Stereotactic radiotherapy for neovascular age-related macular degeneration (STAR): a pivotal, randomised, double-masked, sham-controlled device trial. Lancet. 2024 Jun 11:S0140-6736(24)00687-1.END文案 | 黎莹斯排版 | 黎莹斯审核 | 黎莹斯发布|姜笑南世界生命科学大会RECRUIT关注我们,获取生命科学学界前沿|促进更多的学术交流与合作业界前沿|促进更快的产品创新与应用政策前沿|促进更好的治理实践与发展
2024-07-01
Nature Catalysis(IF=42.8)丨合成甲基营养大肠杆菌用于甲醇的生物转化
Nature Catalysis(IF=42.8)丨合成甲基营养大肠杆菌用于甲醇的生物转化
INTRODUCTION•✦研究介绍✦•研究背景Background人为造成的气候变化变成了二十一世纪最紧急的问题之一。温室气体二氧化碳或者甲烷可以被用来合成绿色甲醇。过去十年已经有很多工作把大肠杆菌作为合成的甲基营养菌,但是它们利用甲醇用于生物转化的工程应用还没有被展现出来。研究目的Aim将合成的甲基营养大肠杆菌用于将甲醇转化为价值更高的物质。METHODS•✦研究方法✦•1连续稀释进化被用来提高甲基营养生长。2基因组重测序菌落样本发现重复发生的突变。3通量平衡分析(parsimonious flux balance analysis; pFBA)用来预测长期适应性进化的大肠杆菌的通量平衡。4蛋白的表达与纯化;体外酶活测定检测突变体酶的活性变化。5产物的定量测定:LC/MS测定乳酸和衣康酸的3-硝基苯腙衍生物以及PABA;GC/FID测定甲醇分解的PHB。FINDINGS•✦研究发现✦•1. 倍增时间约为4.3h的甲基营养大肠杆菌作者在之前的研究报道了大肠杆菌的甲基营养生长:恒化连续培养约250代后进化出一种合成的甲基营养大肠杆菌,一个生长更好的甲基营养标准菌株MEcoli_ref_1在255代进化之后被分离出来,其倍增时间约为8.1h。在本研究中作者希望继续通过连续稀释进化来提高它们的生长,在初始甲基营养菌分成的重复菌株D、E、F和G进行1200多代进化后,作者分离出单个克隆,测量它们的生长速率。其中一个新的标准菌株 MEcoli_ref_2从D中被分离出来,倍增时间约为4.3h(图1a)。图1 MEcoli_ref_2的生长及其遗传适应性2.MEcoli_ref_2 依赖甲醇更快生长的适应性接下来他们想要理解MEcoli_ref_2生长更好的遗传和生理适应因素,为了发现促进甲基营养生长相关的变异,他们进行基因组重测序并发现了重复突变的位点。他们发现甲醇氧化、核酮糖单磷酸(RuMP)循环、丙酮酸代谢被反复击中(图1c,d)。甲醇氧化是由两个甲醇脱氢酶(mdh)的遗传变化和含甲醇脱氢酶的质粒的基因间区域变异被靶向的。RuMP循环中的基因突变是在6-磷酸己酮糖合酶和6-磷酸己酮糖异构酶(hps-phi)的操纵子的启动子区域和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因(gnd)。作者用pFBA预测,结果最佳生长时通过Gnd催化的反应几乎没有通量(图1d)。于是作者用体外酶活测定实验验证了MEcoli_ref_2的突变体Gnd(E282*)的酶活与野生型相比大幅减少(图2d)。预测的生长对Gnd的高活性具有敏感性以及重复的功能缺失突变的固定表明这个反应失调与健康状况下降相关。有三个突变影响了丙酮酸节点,分别发生在丙酮酸激酶2(pykA),丙酮酸激酶1(pykF)和磷酸烯醇式丙酮酸合成酶调节蛋白(ppsR)(图1c)。作者之前发现MEcoli_ref_1中碳进入TCA循环是通过一个羧化反应,这和作者的pFBA分析一致(图1d)。为了避免无效循环,从丙酮酸到磷酸烯醇式丙酮酸的逆反应是不能够流通的(图1d)。和这个一致,作者发现pyKA和pyKF在所有重复菌株中发生了几个独立的无义突变和错义突变。体外酶活测定证实了MEcoli_ref_2的PyKA或PyKF的突变体功能缺失(图2e,f)。总的来说,多于1200代的进化调整了丙酮酸代谢来防止无效循环。图2 体外鉴别突变体酶3. 产生来自甲醇的增值化合物接下来作者的目标是探究MEcoli_ref_2转化甲醇为增值产物的潜力。他们选了四个化合物作为靶点:来自丙酮酸的乳酸,来自乙酰辅酶A的聚羟基丁酸酯(PHB),来自TCA循环的衣康酸和来自分支酸途径的对氨基苯甲酸(PABA)(图3a)。PABA是一种芳香烃,是化学工业中的一种关键中间物,另外三种化合物是用来产生有着巨大的市场的生物塑料。以乳酸的生产为例,作者将来源于Streptococcus bovis的L-乳酸脱氢酶基因克隆到表达质粒中,转入到含500mM甲醇基础培养基的MEcoli_ref_2中,产生乳酸284.0 ± 23.6 mg/l(mean ± s.d.; 图3b,f),而空白质粒作为阴性对照没有检测到可量化的乳酸。甲醇是这个培养基中的唯一碳源,表明乳酸是由甲醇产生的。为了排除不明碳源导致乳酸的产生,作者用相同的培养条件,用13C标记了甲醇。图3 甲醇被生物转化为四种不同的产物4. 高细胞密度培养提高产量经济的工业生产过程需要高的细胞密度来达到高的空间时间产率。作者按照标准的生物反应器流程在批量进料条件下在生物反应器中培养MEcoli_ref_2。作者将含表达顺式乌头酸脱羧酶基因(cadA)的质粒转入MEcoli_ref_2生长到OD600值为46,然后诱导酶的表达来产生衣康酸,导致与摇瓶相比,衣康酸的浓度高大约7倍1.0 g /l (7.7 mM),生产率提高了8倍15.0 mg l-1·h-1(图4b,c)。图4 高细胞密度培养提高衣康酸生产•✦研究讨论✦•从在生物反应器条件下观察到的MEcoli_ref_2的表现来看,作者认为合成的甲基营养大肠杆菌可以适用于精密发酵工艺。事实上乳酸、衣康酸、PABA、PHB之前已被发现可以由其他生物产生。这里合成的甲基营养大肠杆菌作为一种新的模式生物用于转化甲醇,从经济可行的角度来看,浓度、产量和效率还需要大幅提高。未来工作会是优化生产途径并提高生物反应器内的高细胞密度培养,使经济的生物工艺成为可能。未来还需要去鉴定大肠杆菌依赖甲醇生长的确切的遗传组成和依赖甲醇的更快生长的因素。总结研究意义在这个研究中作者制作出了合成甲基营养菌参考菌株MEcoli_ref_2,产生出了乳酸、PHB、衣康酸和PABA,这种甲基营养菌在批量进料生物反应器中培养与摇瓶相比衣康酸的产量更高。本研究为利用合成的甲基营养大肠杆菌应用于未来工业的甲醇生物转化奠定了基础,为温室气体转化成增值化学物质提供了机会。参考文献[1] Reiter, M.A., Bradley, T., Büchel, L.A., Philipp, K., Emese, H., Thomas, G. and Julia, A.V. (2024). A synthetic methylotrophic Escherichia coli as a chassis for bioproduction from methanol. Nat Catal 7, 560–573. https://doi.org/10.1038/s41929-024-01137-0 END文案 | 林夕排版 | 林夕审核 | 林夕发布|姜笑南世界生命科学大会RECRUIT关注我们,获取生命科学学界前沿|促进更多的学术交流与合作业界前沿|促进更快的产品创新与应用政策前沿|促进更好的治理实践与发展
2024-07-01