本期為您推薦江南大學史勁松教授研究團隊發(fā)表在《Carbohydrate Polymers》（IF=10.7237）上的一篇文章：Genetic variation reveals the enhanced microbial hyaluronan biosynthesis via atmospheric and room temperature plasma. 該研究采用多輪常壓室溫等離子體（ARTP）誘變結合新型高通量篩選，結果顯示獸疫鏈球菌的透明質酸（HA）產量在搖瓶水平上提高了42.9%，達到0.813 g/L；在5L發(fā)酵罐中分批培養(yǎng)后，HA產量能提高到4.56 g/L[1]。
透明質酸是糖胺聚糖（GAG）家族成員，由N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）和D-葡糖醛酸（GlcA）組成，它們通過交替的β-1,3和β-1,4糖苷鍵連接。HA作為一種優(yōu)異的天然生物聚合物，已被廣泛用于醫(yī)療、美容和臨床應用。通過微生物發(fā)酵生產HA是一種理想方法，具有工藝流程簡單、純化程序便捷的特點。ARTP是一種新型微生物篩選誘變系統(tǒng)，并已應用于100多種天然微生物，在優(yōu)化各類微生物性能方面的作用較為強大。
本研究揭示了獸疫鏈球菌HA生物合成增強的遺傳機制差異。經過多輪ARTP誘變，結合新型牛血清白蛋白/十六烷基三甲基溴化銨偶聯(lián)高通量篩選，在搖瓶培養(yǎng)18h內，突變株的HA產量提高了42.9%，達到0.813 g/L，分子量為0.54×106Da。通過在5L發(fā)酵罐中分批培養(yǎng)，HA產量提高到4.56 g/L。轉錄組測序結果顯示，不同突變株之間具有相似的遺傳變化，均通過增強HA的合成基因（hasB、glmU和glmM），削弱UDP-GlcNAc的下游基因（nagA和nagB），并顯著下調壁合成基因的轉錄，從而使兩種前體（UDP-GlcA和UDP-Glc NAc）的積累分別增加39.74%和119.22%。將有效的篩選方法與組學分析相結合，探索不同突變株之間的共同基因調控因子，可能為挖掘復雜的HA調控途徑提供更多的控制位點。
[1] Zhi-Yuan Yao, Jin-Song Gong, Yu-Ru Liu, Jia-Yu Jiang, Yue-Sheng Zhang, Chang Su, Heng Li, Chuan-Li Kang, Lei Liu, Zheng-Hong Xu, Jin-Song Shi, Genetic variation reveals the enhanced microbial hyaluronan biosynthesis via atmospheric and room temperature plasma,Carbohydrate Polymers,312.
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120809
本期為您推薦江南大學史勁松教授研究團隊發(fā)表在《Carbohydrate Polymers》（IF=10.7237）上的一篇文章：Genetic variation reveals the enhanced microbial hyaluronan biosynthesis via atmospheric and room temperature plasma. 該研究采用多輪常壓室溫等離子體（ARTP）誘變結合新型高通量篩選，結果顯示獸疫鏈球菌的透明質酸（HA）產量在搖瓶水平上提高了42.9%，達到0.813 g/L；在5L發(fā)酵罐中分批培養(yǎng)后，HA產量能提高到4.56 g/L[1]。
透明質酸是糖胺聚糖（GAG）家族成員，由N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）和D-葡糖醛酸（GlcA）組成，它們通過交替的β-1,3和β-1,4糖苷鍵連接。HA作為一種優(yōu)異的天然生物聚合物，已被廣泛用于醫(yī)療、美容和臨床應用。通過微生物發(fā)酵生產HA是一種理想方法，具有工藝流程簡單、純化程序便捷的特點。ARTP是一種新型微生物篩選誘變系統(tǒng)，并已應用于100多種天然微生物，在優(yōu)化各類微生物性能方面的作用較為強大。
本研究揭示了獸疫鏈球菌HA生物合成增強的遺傳機制差異。經過多輪ARTP誘變，結合新型牛血清白蛋白/十六烷基三甲基溴化銨偶聯(lián)高通量篩選，在搖瓶培養(yǎng)18h內，突變株的HA產量提高了42.9%，達到0.813 g/L，分子量為0.54×106Da。通過在5L發(fā)酵罐中分批培養(yǎng)，HA產量提高到4.56 g/L。轉錄組測序結果顯示，不同突變株之間具有相似的遺傳變化，均通過增強HA的合成基因（hasB、glmU和glmM），削弱UDP-GlcNAc的下游基因（nagA和nagB），并顯著下調壁合成基因的轉錄，從而使兩種前體（UDP-GlcA和UDP-Glc NAc）的積累分別增加39.74%和119.22%。將有效的篩選方法與組學分析相結合，探索不同突變株之間的共同基因調控因子，可能為挖掘復雜的HA調控途徑提供更多的控制位點。
[1] Zhi-Yuan Yao, Jin-Song Gong, Yu-Ru Liu, Jia-Yu Jiang, Yue-Sheng Zhang, Chang Su, Heng Li, Chuan-Li Kang, Lei Liu, Zheng-Hong Xu, Jin-Song Shi, Genetic variation reveals the enhanced microbial hyaluronan biosynthesis via atmospheric and room temperature plasma,Carbohydrate Polymers,312.
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120809
