Genetically engineered bacteria and microalgae expressing a mutant of cytochrome P450 BM3 for efficient Diuron degradation in wastewater treatment
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The diverse members of the cytochrome P450 superfamily conduct the metabolism of a wide variety of compounds, both endogenous and xenobiotic, thus offering potential for degrading emerging contaminants such as prescription drugs and pesticides in wastewater treatment and aquaculture. This study demonstrates the expression and activity of the mutant P450 enzyme of CYP102A1 (BM3 MT35) engineered in Bacillus megaterium and Chlamydomonas reinhardtii , harnessed for the degradation of the herbicide Diuron. The P450 BM3 MT35 enzyme was transgenically expressed in Escherichia coli and purified via a His6-tag system, with its activity confirmed by spectral and in vitro metabolism assays. During in vivo experiments, transgenic Bacillus megaterium degraded 23% of Diuron after 24 h, reaching 65% by day 5 in Terrific Broth (TB) media. In synthetic and municipal wastewater, Diuron degradation reached 45% and 15%, respectively. No Diuron metabolism occurred in wild-type (WT) Bacillus megaterium in all the above tested conditions. Additionally, transgenic Chlamydomonas reinhardtii expressing P450 BM3 MT35 in the chloroplast also exhibited enhanced Diuron degradation (52%) compared to WT strains (6%). Overall, our results demonstrate the potential of genetically engineered bacteria and microalgae with cytochrome P450 as a viable strategy for the enhanced treatment of emerging contaminants in wastewater, potentially offering a new, sustainable alternative approach to pollution mitigation. IMPORTANCE With a growing number and variety of prescription drugs, pesticides, food additives, and chemicals produced, wastewater is being contaminated with an increasing number of emerging pollutants that cannot be eliminated through classical wastewater treatment. New methods should therefore be developed to remove or deactivate these contaminants. Here, we demonstrate that by using genetically engineered bacteria and microalgae expressing a mutated enzyme, it is possible to efficiently metabolize a targeted pesticide, in this case, Diuron. These new findings should open the door to new ways to treat wastewater by developing low-cost and efficient modified microorganisms that will be able to specifically detoxify past and new emerging water contaminants that cannot be eliminated through classical wastewater treatment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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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 | 0,000 |
| 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 tête enseignante, 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 ».