Diversity within the genus Thermoanaerobacter and its potential implications in lignocellulosic biofuel production through consolidated bioprocessing
Notice bibliographique
Résumé
A major obstacle to achieving commercially viable lignocellulosic biofuels through consolidated bioprocessing (CBP) is the lack of “industry-ready” microorganisms. Ideally, a CBP-relevant organism would achieve efficient and complete hydrolysis of lignocellulose, simultaneous utilization of the diverse hydrolysis products and high yields of the desired biofuel. To date, no single microbe has been identified that can perform all of these processes at industrially significant levels. As such, thermophilic decaying woodchip compost was investigated as a source of novel lignocellulolytic, biofuel producing bacteria. From a single sample, a collection of physiologically diverse strains were isolated, which displayed differences in substrate utilization and biofuel production capabilities. Molecular characterization of these isolates, and development of a genome relatedness prediction model based on the chaperonin-60 universal target sequence, identified these isolates as strains of Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus. Application of this model to other Thermoanaerobacter spp. further identified that these isolates belong to a divergent and lesser characterized lineage within the genus. Based on this, the CBP-potential of a single isolate, T. thermohydrosulfuricus WC1, was selected for further investigation through metabolic, genomic and proteomic analyses. Its ability to grow on polymeric xylan, potentially catalyzed by an endoxylanase found in only a few Thermoanaerobacter strains, distinguishes T. thermohydrosulfuricus WC1 from many other strains within the genus. The simultaneous consumption of two important lignocellulose constituent saccharides, cellobiose and xylose was also observed and represents a desirable phenotype in CBP-relevant organisms. However, at elevated sugar concentrations, T. thermohydrosulfuricus WC1 produces principally lactate, rather than the desired biofuel ethanol, as the major end-product. Proteomic analysis identified that all likely end-product forming proteins were expressed at high levels suggesting that the end-product distribution patterns in T. thermohydrosulfuricus WC1 are likely controlled via metabolite-based regulation or are constrained by metabolic bottlenecks. The xylanolytic and simultaneous substrate utilization capabilities of T. thermohydrosulfuricus WC1 identify it as a strain of interest for CBP. However, for its development into an “industry-ready” strain as a co-culture with a cellulolytic microorganism, improved biofuel producing capabilities are needed. The practical implications of CBP-relevant phenotypes in T. thermohydrosulfuricus WC1 in relation to other Thermoanaerobacter spp. will be discussed.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».