揭示了海洋木材銷毀戰(zhàn)略的白蟻

在一個(gè)人的房子附近看到白蟻就足以引起房主對(duì)這些昆蟲(chóng)可能造成的潛在破壞的擔(dān)憂。造船廠和工程師對(duì)類似蠕蟲(chóng)的吃木材的海洋蛤有類似的感覺(jué)，它們也被稱為“海洋白蟻”。這些雙殼類動(dòng)物在2000多年前從希臘和羅馬船只上留下了喂食通道，破壞了克里斯托弗·哥倫布“4 日前往加勒比海地區(qū)在16世紀(jì)初，在18策動(dòng)荷蘭洪災(zāi)日和19 日世紀(jì)，造成損失估計(jì)為$ 1500萬(wàn)舊金山碼頭，加州各地1920年采取了引進(jìn)銅護(hù)套在18 日世紀(jì)減緩他們對(duì)海軍艦艇造成的破壞。然而，這樣的破壞，好東西可能會(huì)：什么煩惱前18 個(gè)世紀(jì)的水手可以證明生物燃料的產(chǎn)生是有用的。

對(duì)于生物能源研究人員，包括美國(guó)能源部聯(lián)合基因組研究所(DOE JGI)，美國(guó)能源部科學(xué)用戶設(shè)施辦公室的科學(xué)家來(lái)說(shuō)，船只的破壞能力可能對(duì)從木本植物群中工業(yè)生產(chǎn)先進(jìn)生物燃料有用。根據(jù)美國(guó)能源部JGI的社區(qū)科學(xué)計(jì)劃，由東北大學(xué)新英格蘭生物實(shí)驗(yàn)室海洋基因組遺產(chǎn)中心主任丹尼斯·迪斯特爾領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)專注于寄生蟲(chóng)Bankia setacea，以了解更多有關(guān)用于分解木材的酶的信息。為了營(yíng)養(yǎng)。

Shipworm的消化策略與眾不同

2014年11月10日那一周，在Distel和他的DOE JGI同事發(fā)表的在線早期版本的美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上發(fā)表的一項(xiàng)研究描述了這種軟體動(dòng)物分解和消化木材的新策略。“大多數(shù)動(dòng)物，包括人，在消化系統(tǒng)中都含有有益細(xì)菌，幫助它們消化食物，很快就會(huì)生病和營(yíng)養(yǎng)不良，”Distel說(shuō)。“但是，在它們的食物被消化的腸道部分沒(méi)有細(xì)菌。相反，它們將共生細(xì)菌存放在鰓中的特殊細(xì)胞內(nèi)，這是一個(gè)遠(yuǎn)離腸道的位置。“

將蚯蚓想象成白化蚯蚓，它們具有磨蝕性的外殼，可以鉆入木材中。進(jìn)入口腔的木顆粒進(jìn)入它們的胃部，結(jié)果表明消化酶需要進(jìn)行類似的旅行。通過(guò)基因組測(cè)序，蛋白質(zhì)組學(xué)，生物化學(xué)和顯微鏡檢查，研究小組證明，在鰓細(xì)菌群落中產(chǎn)生的木材降解酶可以從被稱為Deshayes腺體的區(qū)域到達(dá)腸道，以便分解軟體動(dòng)物的膳食和將纖維素轉(zhuǎn)化為糖。

“世界上沒(méi)有其他動(dòng)物能夠依賴其消化系統(tǒng)之外的細(xì)菌來(lái)產(chǎn)生消化酶，而且已知沒(méi)有其他細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌可以產(chǎn)生在宿主外部發(fā)揮作用的酶，”Distel說(shuō)。

在這項(xiàng)研究中，該團(tuán)隊(duì)使用了華盛頓西北部Puget Sound的船只。研究人員從鰓組織中分離出多個(gè)細(xì)菌內(nèi)共生菌并測(cè)序其基因組，并對(duì)鰓微生物群落的集體“宏基因組”進(jìn)行測(cè)序。他們還使用蛋白質(zhì)組學(xué)來(lái)表征在船鰓鰓和盲腸組織中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)，并將它們與細(xì)菌基因組和宏基因組進(jìn)行比較 - 證明腸道中豐富的消化酶來(lái)自鰓內(nèi)共生體。

在船蛾腸道外產(chǎn)生消化酶的好處

研究小組仍然在思考將木材降解酶從消化實(shí)際發(fā)生的地方產(chǎn)生的原因，但是他們認(rèn)為這種策略可以讓軟蟲(chóng)作為一個(gè)簡(jiǎn)單的模型系統(tǒng)來(lái)計(jì)算出有效分解的最低酶需求量。纖維素。他們?cè)谡撐闹袑懙溃?ldquo;由于只運(yùn)輸了選定的木材降解酶，因此船蟲(chóng)系統(tǒng)可以自然識(shí)別出與木質(zhì)纖維素解構(gòu)最相關(guān)的內(nèi)共生酶，而不會(huì)受到其他微生物蛋白的干擾。” “因此，這項(xiàng)工作擴(kuò)大了細(xì)菌內(nèi)共生菌的已知生物學(xué)庫(kù)，包括消化食物，并確定了對(duì)生物質(zhì)工業(yè)(如纖維素生物燃料生產(chǎn))潛在價(jià)值的新酶和酶組合。”

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