Characterizing metabolic interactions in a clostridial co-culture for consolidated bioprocessing
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Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Clostridial co-culture containing cellulolytic and solventogenic species is a potential consolidated bioprocessing (CBP) approach for producing biochemicals and biofuels from cellulosic biomass. It has been demonstrated that the rate of cellulose utilization in the co-culture of Clostridium acetobutylicum and Clostridium cellulolyticum is improved compared to the mono-culture of C. cellulolyticum (BL 5:119-124, 1983). However, the metabolic interactions in this co-culture are not well understood. To investigate the metabolic interactions in this co-culture we dynamically characterized the physiology and microbial composition using qPCR. RESULTS: The qPCR data suggested a higher growth rate of C. cellulolyticum in the co-culture compared to its mono-culture. Our results also showed that in contrast to the mono-culture of C. cellulolyticum, which did not show any cellulolytic activity under conditions similar to those of co-culture, the co-culture did show cellulolytic activity even superior to the C. cellulolyticum mono-culture at its optimal pH of 7.2. Moreover, experiments indicated that the co-culture cellulolytic activity depends on the concentration of C. acetobutylicum in the co-culture, as no cellulolytic activity was observed at low concentration of C. acetobutylicum, and thus confirming the essential role of C. acetobutylicum in improving C. cellulolyticum growth in the co-culture. Furthermore, butanol concentration of 350 mg/L was detected in the co-culture batch experiments. CONCLUSION: These results suggest the presence of synergism between these two species, while C. acetobutylicum metabolic activity significantly improves the cellulolytic activity in the co-culture, and allows C. cellulolyticum to survive under harsh co-culture conditions, which do not allow C. cellulolyticum to grow and metabolize cellulose independently. It is likely that C. acetobutylicum improves the cellulolytic activity of C. cellulolyticum in the co-culture through exchange of metabolites such as pyruvate, enabling it to grow and metabolize cellulose under harsh co-culture conditions.
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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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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