微生物及其合成的各种酶支撑着生物圈中诸多关键的生态过程。如何从环境中高效地识别与挖掘具有特定原位代谢功能的细胞和酶，是微生物组科学与产业长期以来的一个热点和难点。近日，青岛能源所联合自然资源部第一海洋研究所、山东大学、青岛星赛生物科技有限公司等单位，合作开发了FISH-scRACS-seq（荧光原位杂交介导的拉曼激活单细胞分选与测序）技术，能够“物种-代谢”双靶向性地从环境样品中直接识别和挖掘功能单细胞及其编...
芳香胺的氨基氧化反应是制备高值含氮化合物的重要途径，其一电子氧化产物偶氮苯和二电子氧化产物亚硝基苯、硝基苯在医药、染料和食品添加剂等行业具有重要价值。传统的化学催化方法往往面临反应条件苛刻和环境污染等问题，随着多种类型芳胺氧化酶的发掘和改造，虽然国内外多个研究团队在酶促芳胺选择性氧化方面取得了重要进展，但通过精确调控芳胺化合物的氨基自由基反应性，进而实现对不同含氮氧化产物的选择性生成，仍十分具...
硝基化合物作为一种关键的合成中间体，广泛存在于药物、炸药、农药和各种有机染料等重要的化合物中。“混合酸”法是工业上制备硝基化合物最成熟的方法之一，通过硫酸促使硝酸质子化，释放出高反应活性的硝酰阳离子NO2+。然而，该方法在反应过程中会产生大量废酸和废水，对环境带来巨大挑战。尽管近年来在生产技术上取得了一定进展，但硝基化合物的工业制备仍然存在反应条件苛刻、选择性差以及环境污染严重等问题。相比传统的化...
生物有机体为适应地球自转产生的昼夜更替，形成了一种内在节律性的生命活动，即生物钟（Circadian Clock）。生物凭借生物钟可感受外界环境的周期性变化，并调节自身生理活动以适应这种周期性变化。生物钟对细胞基因表达、信号转导以及细胞新陈代谢等过程有着至关重要的调控意义。蓝细菌作为一种光能驱动的合成生物学重要底盘细胞，也是捕获和转化二氧化碳的重要微生物，它能够利用光能将二氧化碳高效转化为高附加值的生物基产品...
藻类是海洋碳汇与气候变化的重要调控者。目前藻类的碳汇途径被认为以生物泵（BP）方式为主，即藻源的颗粒有机碳（POC）被输送到1千米以下的深海后，才能与大气隔离以实现长久储碳作用。此外，微生物可利用藻类生长过程中释放的大量溶解有机碳（DOC），以“微型生物碳泵（MCP）”机制形成可被长期储存的惰性溶解有机碳（RDOC），发挥碳汇作用。在海洋中藻菌之间难以分隔，而真光层中以活的藻类与微生物为主体，藻菌之间无时无刻...
转录后调控是细菌控制基因表达的重要方式，使细菌能够快速响应环境变化和压力刺激。细菌的5′非翻译区（5′ UTR）中包含大量的转录后调控元件，如核糖开关、RNA温度计、sRNA等。这些元件可以通过调节转录终止过程、翻译起始过程和mRNA的稳定性，从而在转录后水平调控基因的表达。因此，探索5′ UTR来源的调节元件及其调节机制对于其在合成生物学和代谢工程中的应用至关重要。近日，青岛能源所先进生物炼制与合成研究组在Biotec...
近日，青岛能源所单细胞中心与宝洁新加坡创新研发中心、青岛星赛生物科技有限公司合作，成功开发出一种基于微流控芯片的实验进化系统。该系统能够快速建立高密度细胞群体，诱导微生物的群体感应，将微生物耐药性的进化时间由传统方法的数周到数月缩短为48小时以内，为新型抗生素、防腐剂等抗菌药物的筛选，以及耐药性风险评估提供了全新工具。相关成果发表于国际权威期刊《分析化学》（Analytical Chemistry）。图1 基于芯片的...
2024年11月21日是“世界胰腺癌日”。胰腺癌因其恶性程度高、早期发现困难、治疗效果有限、并发症严重以及病因复杂等特点，被称为“癌中之王”。癌症转移是导致患者预后不佳的主要原因之一，如何快速、精准评估肿瘤转移潜力成为医学界亟待攻克的难题。近日，青岛能源所单细胞中心与青岛大学青岛医学院合作，结合单细胞拉曼光谱与机器学习，推出一种全新的肿瘤转移潜力评估工具——拉曼组指导的肿瘤转移指数（Ramanome-based meta...
土壤微生物组，这些微小生命体的集合体，不仅是地球生态系统中不可或缺的一部分，更是一个充满未知和潜力的科学领域。它们在土壤中扮演着关键角色，其原位功能对于生命科学的进步和实际应用具有不可估量的价值。青岛能源所单细胞中心与中国科学院南京土壤研究所、青岛星赛生物科技有限公司（以下简称“星赛生物”）等合作开发了人工智能辅助拉曼激活细胞分选系统（AI-RACS），该系统能够自动化、高效地从复杂的土壤环境样本中分...
纤维小体是由细菌分泌的一种高效降解木质纤维素的多酶复合体，它们的表达受到底物偶联的调控，理解其调控机制对于产纤维小体菌株的改造与应用具有重要意义。青岛能源所先进生物炼制与合成研究组在溶纤维假拟杆菌中发现了一种具有识别多种底物类型和调控纤维小体脚架蛋白功能的独特调控因子，扩展了纤维小体底物偶联转录调控的经典模型。该成果近日发表于国际期刊Protein Science。纤维小体是通过脚架蛋白和酶蛋白组装形成的分子...
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