从石油炼制厂污泥中分离出的枯草芽孢杆菌GRJBSBT-1菌株在乙醇协同生产及分子伴侣介导的耐逆性方面的基因组层面研究

《Biotechnology for Biofuels and Bioproducts》：Genome-level insights into coordinated ethanol production and chaperone-driven stress tolerance in Bacillus cereus strain GRJBSBT-1 isolated from petroleum refinery sludge

　　

摘要

石油烃污染形成了特殊的生态位，为那些具有卓越代谢灵活性和抗逆性的微生物提供了生存环境。在本研究中，我们对从石油 refinery污泥中分离出的Bacillus cereus GRJBSBT-1菌株进行了全面的基因组分析，旨在阐明乙醇生成与耐受性之间的分子调控机制，这两者都是微生物适应高乙醇浓度环境的重要特征。全基因组测序结果显示，该菌株拥有一个5.41兆碱基对的环状基因组，GC含量为35.3%，包含5393个编码序列以及完整的糖酵解和发酵途径。通过功能注释和KEGG通路分析，我们找到了与乙醇代谢相关的基因以及参与应激适应的蛋白质质量控制系统。虽然检测到了多种与乙醇相关的酶，但并未重建出完整的AdhE/PFOR乙醇发酵途径。在发酵条件和乙醇应激条件下进行的定量基因表达分析（qRT-PCR）显示，关键的发酵基因（adhE、pdhA）和蛋白质质量控制基因（groEL、groES）的表达显著上升，而小型热休克蛋白< />的表达则有所下降。这一转录表达模式表明，在乙醇应激适应过程中，分子伴侣系统的作用可能存在差异。适度乙醇暴露（5%）会导致groEL及某些代谢基因的表达增加，这暗示蛋白质质量控制过程可能与乙醇诱导的适应性之间存在关联。hsp20与groES的不同调控方式则反映出它们对乙醇暴露存在不同的转录反应。不过，这些观察结果是基于特定的基因表达分析，还需通过更广泛的功能和系统层面研究来验证。通过与可能的乙醇生成途径的比较分析，进一步凸显了GRJBSBT-1菌株的代谢多样性和强大的应激应对能力。这些发现为了解B. cereus GRJBSBT-1在乙醇相关代谢和应激适应方面的机制提供了基因组和转录层面的见解，也可为未来评估其生物技术应用潜力奠定基础。

图形摘要

石油烃污染形成了特殊的生态位，为那些具有卓越代谢灵活性和抗逆性的微生物提供了生存环境。在本研究中，我们对从石油 refinery污泥中分离出的Bacillus cereus GRJBSBT-1菌株进行了全面的基因组分析，旨在阐明乙醇生成与耐受性之间的分子调控机制，这两者都是微生物适应高乙醇浓度环境的重要特征。全基因组测序结果显示，该菌株拥有一个5.41兆碱基对的环状基因组，GC含量为35.3%，包含5393个编码序列以及完整的糖酵解和发酵途径。通过功能注释和KEGG通路分析，我们找到了与乙醇代谢相关的基因以及参与应激适应的蛋白质质量控制系统。虽然检测到了多种与乙醇相关的酶，但并未重建出完整的AdhE/PFOR乙醇发酵途径。在发酵条件和乙醇应激条件下进行的定量基因表达分析（qRT-PCR）显示，关键的发酵基因（adhE、pdhA）和蛋白质质量控制基因（groEL、groES）的表达显著上升，而小型热休克蛋白< />的表达则有所下降。这一转录表达模式表明，在乙醇应激适应过程中，分子伴侣系统的作用可能存在差异。适度乙醇暴露（5%）会导致groEL及某些代谢基因的表达增加，这暗示蛋白质质量控制过程可能与乙醇诱导的适应性之间存在关联。hsp20与groES的不同调控方式则反映出它们对乙醇暴露存在不同的转录反应。不过，这些观察结果是基于特定的基因表达分析，还需通过更广泛的功能和系统层面研究来验证。通过与可能的乙醇生成途径的比较分析，进一步凸显了GRJBSBT-1菌株的代谢多样性和强大的应激应对能力。这些发现为了解B. cereus GRJBSBT-1在乙醇相关代谢和应激适应方面的机制提供了基因组和转录层面的见解，也可为未来评估其生物技术应用潜力奠定基础。

图形摘要