Tracking the cellulolytic activity of Clostridium thermocellum biofilms
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Microbial cellulose conversion by Clostridium thermocellum 27405 occurs predominantly through the activity of substrate-adherent bacteria organized in thin, primarily single cell-layered biofilms. The importance of cellulosic surface exposure to microbial hydrolysis has received little attention despite its implied impact on conversion kinetics. RESULTS: We showed the spatial heterogeneity of fiber distribution in pure cellulosic sheets, which made direct measurements of biofilm colonization and surface penetration impossible. Therefore, we utilized on-line measurements of carbon dioxide (CO2) production in continuous-flow reactors, in conjunction with confocal imaging, to observe patterns of biofilm invasion and to indirectly estimate microbial accessibility to the substrate's surface and the resulting limitations on conversion kinetics. A strong positive correlation was found between cellulose consumption and CO2 production (R2 = 0.996) and between surface area and maximum biofilm activity (R2 = 0.981). We observed an initial biofilm development rate (0.46 h-1, 0.34 h-1 and 0.33 h-1) on Whatman sheets (#1, #598 and #3, respectively) that stabilized when the accessible surface was maximally colonized. The results suggest that cellulose conversion kinetics is initially subject to a microbial limitation period where the substrate is in excess, followed by a substrate limitation period where cellular mass, in the form of biofilms, is not limiting. Accessible surface area acts as an important determinant of the respective lengths of these two distinct periods. At end-point fermentation, all sheets were digested predominantly under substrate accessibility limitations (e.g., up to 81% of total CO2 production for Whatman #1). Integration of CO2 production rates over time showed Whatman #3 underwent the fastest conversion efficiency under microbial limitation, suggestive of best biofilm penetration, while Whatman #1 exhibited the least recalcitrance and the faster degradation during the substrate limitation period. CONCLUSION: The results showed that the specific biofilm development rate of cellulolytic bacteria such as C. thermocellum has a notable effect on overall reactor kinetics during the period of microbial limitation, when ca. 20% of cellulose conversion occurs. The study further demonstrated the utility of on-line CO2 measurements as a method to assess biofilm development and substrate digestibility pertaining to microbial solubilization of cellulose, which is relevant when considering feedstock pre-treatment options.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 |
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».