Deconstructing the genetic basis of spent sulphite liquor tolerance using deep sequencing of genome-shuffled yeast
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Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Identifying the genetic basis of complex microbial phenotypes is currently a major barrier to our understanding of multigenic traits and our ability to rationally design biocatalysts with highly specific attributes for the biotechnology industry. Here, we demonstrate that strain evolution by meiotic recombination-based genome shuffling coupled with deep sequencing can be used to deconstruct complex phenotypes and explore the nature of multigenic traits, while providing concrete targets for strain development. RESULTS: We determined genomic variations found within Saccharomyces cerevisiae previously evolved in our laboratory by genome shuffling for tolerance to spent sulphite liquor. The representation of these variations was backtracked through parental mutant pools and cross-referenced with RNA-seq gene expression analysis to elucidate the importance of single mutations and key biological processes that play a role in our trait of interest. Our findings pinpoint novel genes and biological determinants of lignocellulosic hydrolysate inhibitor tolerance in yeast. These include the following: protein homeostasis constituents, including Ubp7p and Art5p, related to ubiquitin-mediated proteolysis; stress response transcriptional repressor, Nrg1p; and NADPH-dependent glutamate dehydrogenase, Gdh1p. Reverse engineering a prominent mutation in ubiquitin-specific protease gene UBP7 in a laboratory S. cerevisiae strain effectively increased spent sulphite liquor tolerance. CONCLUSIONS: This study advances understanding of yeast tolerance mechanisms to inhibitory substrates and biocatalyst design for a biomass-to-biofuel/biochemical industry, while providing insights into the process of mutation accumulation that occurs during genome shuffling.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle