综述:从酸杆菌门的培养挑战到生物技术前景——揭示充分发挥其潜力所需的条件

【字体: 时间:2025年06月26日 来源:World Journal of Microbiology and Biotechnology 4

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  这篇综述深入探讨了酸杆菌门(Acidobacteriota)的生物学特性与生物技术潜力。尽管其培养难度高(hard-to-culture),但基因组(genomic)和宏基因组(metagenomic)研究揭示了其在酶生产、抗菌活性、农业(agriculture)及生物修复(bioremediation)中的应用价值。作者提出通过异源表达(heterologous expression)和组学(-omics)技术突破培养瓶颈,为环境与工业生物技术提供新思路。

  

Abstract
酸杆菌门(Acidobacteriota)因其广泛分布和代谢多样性成为研究热点。尽管环境意义已被广泛研究,但其生物技术应用仍待开发。这类细菌虽难以培养(hard-to-culture),但现有基因组数据揭示了其生产酶(enzymes)、抗菌分子(antimicrobials)及参与土壤修复(bioremediation)的潜力。

关键研究方向

  1. 酶与生物活性分子:酸杆菌门的基因组中编码了多种降解酶(如纤维素酶和木质素酶),可能用于工业生物催化。
  2. 抗菌特性:次级代谢产物基因簇(BGCs)暗示其可合成新型抗生素。
  3. 农业与修复:通过促进植物生长(PGPR)和降解污染物(如石油烃),助力可持续农业。

技术突破

  • 培养策略:模拟原生环境(如低pH培养基)可提高分离成功率。
  • 异源表达:将目标基因转入大肠杆菌(E. coli)等宿主,实现产物规模化生产。
  • 计算生物学:通过机器学习预测代谢通路(如13C标记的通量分析),加速菌株优化。

未来展望
整合多组学(multi-omics)和合成生物学(synthetic biology)工具,将推动酸杆菌门从基础研究向生物制造(biofabrication)的转化,尤其在环境修复和药物开发领域。

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