【摘 要】
：
功能性菌群构建作为一个新兴的研究方向,随着合成生物学、微生物组学技术的发展,逐渐成为研究热点.本文将从以下4个方面介绍功能性菌群的研究进展.第一,功能性菌群研究的初衷及其相对于单一生物体工程的优势和设计难点;第二,功能性菌群研究中自下而上(bottom-up)和自上而下(top-down)的设计策略;第三,功能性菌群的分析工具,包括“宏组学”和“多组学联用”手段以及相关的数据处理流程和软件.第四,分别从设计策略和分析工具方面出发,总结了功能性菌群构建过程中的主要挑战,并展望了未来以“智能设计”为核心的发展
【机 构】
：
厦门大学化学化工学院,福建 厦门 361005;厦门市合成生物技术重点实验室,福建 厦门 361005
论文部分内容阅读
功能性菌群构建作为一个新兴的研究方向,随着合成生物学、微生物组学技术的发展,逐渐成为研究热点.本文将从以下4个方面介绍功能性菌群的研究进展.第一,功能性菌群研究的初衷及其相对于单一生物体工程的优势和设计难点;第二,功能性菌群研究中自下而上(bottom-up)和自上而下(top-down)的设计策略;第三,功能性菌群的分析工具,包括“宏组学”和“多组学联用”手段以及相关的数据处理流程和软件.第四,分别从设计策略和分析工具方面出发,总结了功能性菌群构建过程中的主要挑战,并展望了未来以“智能设计”为核心的发展方向:①利用可解释的时空数据模型解析区域范围内功能性菌群的时空变化关系;②结合图神经网络与多模态学习方法建立多组学群落分析流程;③通过强化学习设计功能性菌群内分布式代谢回路.
其他文献
在中国高考评价体系的引领下,浙江省命题专家在学习探索情境的创设上做了很多尝试,命制了一批优秀试题,但也存在些许遗憾.以2021年6月浙江省地理选考卷第27题为例,从探索情境、探索过程、探索尺度、探索结果等角度分析此题一些值得商榷之处,进而提出高考评价体系下学习探索情境类试题的命制应做到:关键能力有效落实;必备知识精准考查;思维结构有效分层;答案设置科学合理.总体上试题命制应基于学术情境但不应拘泥于此.
随着新课程改革步入深水区,通过“核心素养”的培育来落实立德树人根本任务的实践研究成为教育改革的重点.核心素养是正确价值观、必备品格、关键能力的集合体,在不同学科中又会有更为具体的分类.地理核心素养主要包括人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力.初中地理教学是夯实地理基础的重要阶段,因此需要对学生地理核心素养的培育给予足够重视.
“一带一路”是指“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”,是中国为推动经济全球化深入发展而提出的国际区域经济合作新模式.“一带一路”倡议能够进一步深化中亚地区各个国家之间的文化交流,促进区域间的友好合作与共同发展.文化交流和传播是“一带一路”倡议的重要内容之一,由文化传播引发的核心价值观输出对提升中国文化软实力具有关键作用.
随着物质生活水平的不断提高,人们开始越来越关注精神层面的需求,并通过多种方式来充实自己,其中旅游最为常见.旅游产业作为现代经济发展中的新兴产业或“朝阳产业”,其不仅能扩大国内的消费需求,还能加快转变经济方式,推进产业结构的优化.城市旅游产业的发展不仅可以为城市居民就近提供物质产品与精神服务,满足其日益增长的物质文化与精神需求,还能带动周边相关产业的发展,增加社会财富.地理环境作为影响城市旅游产业发展与创新的重要条件,其不仅决定着城市旅游产业的发展基础与方向,同时也决定着该旅游产业是否具有吸引力与可持续发展
遗传进化是生物系统的一个基本特征,生物系统的结构与功能都是动态变化的,生物通过进化更好地适应环境.定量合成生物学作为一门新兴交叉学科,主要研究如何利用合成系统定量刻画生物学规律,以及基于理性设计和改造人工生命系统来解答生命科学前沿问题.然而,目前掌握的知识还不足以满足理性设计和定量可控的要求.尽管人工生命系统产生于实验室,但其同样受到进化法则的支配,比如突变、遗传漂变、达尔文自然选择等,因此需要利用进化规律帮助设计和构建更加稳定的人工生命系统;反过来,简单、周期短且可控的定量合成生物系统也可帮助研究生物进
文学创作是作者进行自我探索与向外表达的重要过程,其以自身所处的时间与空间完成思想交流与表达输出,使自己的生命情感、生活体验与底层逻辑同地域自然人文环境相照应,从而完成特色化的文学风格创设.地理环境为创作者的物质体验及外在感知提供了初始资料,并进一步促成其创作审美意识风格的确立,作品也不断地为地域环境赋予新的象征以丰满其形象,二者相互影响、相互促进.文学地理学的学科发展也揭示了生态环境与文学创作间是相辅相成的.生态批评视域下,读者对作品的解读逐渐转向对人类文明与自然环境相互关系的理解,揭示人类精神世界同生态
利用来源广、价格低、易制备且储量丰富的一碳化合物作为底物,通过构建甲基营养型细胞工厂,生物合成多种高附加值化学品,不仅可以促进一碳资源的洁净利用,同时可以缓解能源短缺、环境污染等问题.因此,深入了解甲基营养型微生物(天然型和合成型)的一碳代谢网络,是高效利用一碳化合物进行生物炼制的关键.本文综述了多种一碳化合物(甲烷、甲醇、甲酸和二氧化碳)生物炼制的研究进展,主要包括两个部分:(1)甲基营养型微生物(天然型和合成型)的关键代谢酶及多种代谢网络;(2)基于多种甲基营养型微生物进行生物合成的研究现状.文章最后
合成基因组学通过设计与合成大片段DNA序列,开展基因组尺度的工程化改造或从头合成,从而揭示基因型和表型的关联,并构建预定功能的生物.正如在大肠杆菌、酿酒酵母等低等模式生物中合成基因组学的实践,对哺乳动物基因组的大片段DNA设计再造也必然会加深对更为复杂的动物基因组的理解并加强对基因组的功能重塑.面对生命健康领域存在的重大挑战,设计合成哺乳动物大片段DNA为其提供了新的思路和解决方案,特别是在染色体疾病模型构建、人源化免疫系统等方面展示出独特的应用潜力.然而,目前大片段DNA在哺乳动物细胞中的设计和操纵仍是
Science期刊于2021年4月30日刊登了3篇关于Z-基因组的研究论文.本文将重点评论其中赵素文、张雁和赵惠民三个实验室的合作论文:介绍多酶系统介导的Z-基因组生物合成、降低宿主菌中dATP浓度的dATPase和DUF550发现,并阐明Z-基因组的测序鉴定和功能意义.44年前,苏联科学家首次发现二氨基嘌呤(Z)存在于蓝藻噬菌体(cyanophage)S-2L的基因组中.Z是一种特殊的碱基,它完全取代了腺嘌呤并与胸腺嘧啶形成三个氢键,Z-基因组的生物合成通路一直是未解之谜.上海科技大学赵素文实验室、天津
以恶性肿瘤为代表的难治性疾病仍是困扰我国乃至全球的一个重大公共卫生问题.近年来,合成生物学的蓬勃发展,极大推动了疾病创新治疗策略,并显示出巨大潜力.人工构建的基因线路可特异性地识别、区分疾病细胞和正常细胞,并控制疾病细胞命运,为精准治疗提供了新途径.然而构建基因线路用于疾病治疗的挑战之一是缺乏有效、可编程、安全和序列特异性的基因编辑工具.CRISPR/Cas自从首次被用于哺乳动物基因编辑以来,已被广泛应用于研究、工业和医学领域.除Cas9诱导的indel突变外,CRISPR/Cas能够进行DNA/RNA的