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  如何實現(xiàn)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)這一低值原料的高值化利用，一直是國內(nèi)外的研究熱點。中國科學院青島生物能源與過程研究所代謝物組學團隊以打破國外技術(shù)壟斷、突破木質(zhì)纖維素糖化技術(shù)瓶頸為研究目標，長期致力于熱纖梭菌等纖維素降解菌的遺傳改造及代謝工程研究，利用團隊前期開發(fā)的一系列基因操作工具(J Microbiol Methods, 2012, 89: 201-8.; PloS One 2013, 8:e69032; Appl Microbiol Biotechnol, 2014, 98: 313-23; Biotechnol Biofuels, 2015, 8: 36.)，通過對熱纖梭菌及其纖維素降解酶系——纖維小體的定向改造，構(gòu)建了新型的工程菌株，可以作為全菌催化劑實現(xiàn)木質(zhì)纖維素底物到可發(fā)酵糖的高效轉(zhuǎn)化，有力促進了木質(zhì)纖維素生物轉(zhuǎn)化的工業(yè)化進程。相關(guān)成果已于5月12日在線發(fā)表于Biotechnology for Biofuels [Zhang J, et al, 2017, 10(1):124]，其中，博士生張杰為該論文的第一作者，研究員崔球和副研究員劉亞君為該論文的通訊作者。

  木質(zhì)纖維素基生物質(zhì)以其儲量及可再生性備受關(guān)注，但農(nóng)林廢棄物的不合理處置，會極大增加環(huán)境壓力，引起包括水體污染、焚燒霧霾等嚴重的環(huán)境污染問題。因此，非糧木質(zhì)纖維素的高效利用是亟待解決的全球性問題，對實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。然而，木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的工業(yè)化、規(guī)�；蜕虡I(yè)化應用仍未真正展開，其主要原因在于尚未突破木質(zhì)纖維素高效、低成本轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵糖的這一瓶頸步驟。

  纖維小體是目前已知自然界中最高效的纖維素降解分子機器之一，作為典型的產(chǎn)纖維小體菌株，熱纖梭菌(Clostridium thermocellum)具有天然高效降解纖維素底物的特性，因此被認為是最有前景的可以通過整合生物加工技術(shù)的策略實現(xiàn)木質(zhì)纖維素基高效生物催化轉(zhuǎn)化的菌株。然而，已有的野生菌株及其纖維小體存在底物水解活力受酶催化產(chǎn)物的反饋抑制等不足之處，不能適應工業(yè)化的要求。

圖1. 熱纖梭菌重組菌株DSM1313::CaBglA的構(gòu)建及驗證

圖2. 糖化過程中，熱纖梭菌重組菌株DSM1313::CaBglA還原糖生產(chǎn)水平（實線）及pH變化（虛線）分析

  論文鏈接：https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13068-017-0796-y