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解脂耶氏酵母对La(III)/Ce(III)胁迫的转录组与DNA甲基组整合分析
《Microbial Cell Factories》：Integrated transcriptomic and DNA methylomic analysis of Yarrowia lipolytica in response to La(III)/Ce(III) stress
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年07月13日 来源：Microbial Cell Factories 5.8
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摘要作为战略资源的稀土元素，会通过化学浸出过程造成严重的污染和生态破坏。生物修复技术为从废水中回收稀土元素提供了一种高效的绿色替代方案。本研究以Yarrowia lipolytica为研究对象，探讨其吸附稀土离子的机制以及其对La(III)/Ce(III)的应激适应能力。表型分析
作为战略资源的稀土元素，会通过化学浸出过程造成严重的污染和生态破坏。生物修复技术为从废水中回收稀土元素提供了一种高效的绿色替代方案。本研究以Yarrowia lipolytica为研究对象，探讨其吸附稀土离子的机制以及其对La(III)/Ce(III)的应激适应能力。表型分析表明，该菌株通过二态转变增加比表面积，从而提升对La(III)/Ce(III)的吸附能力。在最佳条件下，其对La(III)的吸附率可达84.33%，对Ce(III)的吸附率可达87.21%。吸附动力学符合伪二级模型（表明以化学吸附为主），吸附等温线则符合朗缪尔模型（说明为单层吸附）。FTIR和XPS分析显示，细胞表面的-OH基团是关键活性位点，可通过配位作用直接捕获稀土离子。转录组学和DNA甲基组学分析揭示了该菌株与稀土离子之间的相互作用机制及应激反应：暴露于La(III)会抑制糖酵解/TCA循环相关基因的表达，同时激活过氧化物酶体途径（用于抗氧化防御）和ABC转运蛋白（用于离子外排）。而暴露于Ce(III)则会特异性地抑制氨基酸代谢（如谷氨酸代谢途径）。全基因组甲基化水平显著下降，且CHH序列区域的甲基化程度升高。有10个基因在La(III)作用下表达发生改变，4个基因在Ce(III)作用下表达改变，同时这些基因的甲基化水平也发生了变化，这表明DNA甲基化可调控与La(III)/Ce(III)抗性相关的基因。本研究为稀土元素污染的生物修复提供了理论基础。
作为战略资源的稀土元素，会通过化学浸出过程造成严重的污染和生态破坏。生物修复技术为从废水中回收稀土元素提供了一种高效的绿色替代方案。本研究以Yarrowia lipolytica为研究对象，探讨其吸附稀土离子的机制以及其对La(III)/Ce(III)的应激适应能力。表型分析表明，该菌株通过二态转变增加比表面积，从而提升对La(III)/Ce(III)的吸附能力。在最佳条件下，其对La(III)的吸附率可达84.33%，对Ce(III)的吸附率可达87.21%。吸附动力学符合伪二级模型（表明以化学吸附为主），吸附等温线则符合朗缪尔模型（说明为单层吸附）。FTIR和XPS分析显示，细胞表面的-OH基团是关键活性位点，可通过配位作用直接捕获稀土离子。转录组学和DNA甲基组学分析揭示了该菌株与稀土离子之间的相互作用机制及应激反应：暴露于La(III)会抑制糖酵解/TCA循环相关基因的表达，同时激活过氧化物酶体途径（用于抗氧化防御）和ABC转运蛋白（用于离子外排）。而暴露于Ce(III)则会特异性地抑制氨基酸代谢（如谷氨酸代谢途径）。全基因组甲基化水平显著下降，且CHH序列区域的甲基化程度升高。有10个基因在La(III)作用下表达发生改变，4个基因在Ce(III)作用下表达改变，同时这些基因的甲基化水平也发生了变化，这表明DNA甲基化可调控与La(III)/Ce(III)抗性相关的基因。本研究为稀土元素污染的生物修复提供了理论基础。
