Исследователи из Института прикладной экологии Китайской академии наук разработали стратегию создания синтетического микробиома «сверху вниз» для обогащения микробных консорциумов, способных эффективно разлагать лигнин из компоста соломы и почв с возвратом соломы. Это позволило по-новому взглянуть на то, как микробные сообщества совместно разрушают лигнин. Их выводы [опубликованы](https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2025.1709019/full) в журнале Frontiers in Microbiology.
Лигнин: сложный для разложения, ценный для промышленности
Лигнин — это прочное древесное соединение, которое составляет клеточные стенки растений и является одним из наиболее распространённых возобновляемых источников ароматического углерода в мире. Он часто встречается в сельскохозяйственных остатках, таких как солома, и его эффективное разложение и использование долгое время были затруднены из-за сложной структуры. Сложность разрушения этого природного полимера ограничивает его преобразование в ценные продукты, такие как биотопливо и биопластики.
Биологическое разложение предлагает экологически чистую альтернативу традиционным химическим и термическим методам. Опираясь на [координированную активность микроорганизмов](https://phys.org/news/2024-03-valorization-depolymerized-lignin-microorganisms.html), этот подход может разлагать лигнин в мягких условиях с более низким уровнем выбросов углерода.
Исследование микробных консорциумов
Под руководством доктора Сюй Минкая исследователи изучили состав сообщества, функции генов и метаболические взаимодействия консорциумов с помощью сочетания высокопроизводительного секвенирования, метагеномного и метаболомного анализов. Они обнаружили, что род Pseudomonas доминировал во всех трёх консорциумах. Среди них консорциум R0 показал наивысшую эффективность разложения, успешно разрушив более 80% щелочного лигнина за шесть дней.
Дальнейший анализ показал, что R0 содержал множество генов из семейства вспомогательных активностей (AA), которые кодируют углеводно-активные ферменты, участвующие в разложении лигнина.
Исследователи также определили два основных метаболических пути: аминобензоатный и бензоатный, которые играют ключевую роль в преобразовании лигнина в более мелкие, пригодные для использования молекулы. В процессе разложения в качестве ключевого промежуточного соединения была обнаружена протокатеховая кислота.
Выводы
Результаты показывают, что микробные консорциумы могут формировать более полные пути разложения, чем отдельные штаммы, благодаря синергетическому метаболизму и функциональной комплементарности, что приводит к более высокой эффективности разложения. Это исследование предоставляет теоретическое руководство для разработки технологий биоразложения лигнина для промышленного применения.
Предоставлено [Китайской академией наук](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)
Другие новости по теме
- Учёные обнаружили грибок, убивающий токсичные водоросли, угрожающие здоровью человека
- Генетический трюк даёт древесным крысам эволюционное преимущество перед ядом гремучих змей.
- Модель показывает компромиссы, ограничивающие вред, наносимый паразитом малярии
- Подробная карта клеток раскрывает тайны формирования репродуктивных органов
- У берегов Кейп-Кода на берег выбросило мёртвых акул и скатов-торпедо
- Смещение данных снижает надёжность моделей ИИ, прогнозирующих устойчивость к противомикробным препаратам
- Исследователи используют виртуальную реальность для обучения в классе
- Как наиболее многочисленные бактерии океана делятся на экологически различные группы
- Питательные грибные белки из растительных остатков: вкусное решение для веганов и вегетарианцев
- Технология Project Airbear может помочь предсказывать оптимальные места обитания коал с воздуха
Другие новости на сайте
- Исследование рассматривает роль нейтрофилов в атопическом дерматите у собак
- Сверхпроводящее кварковое вещество цвета может объяснить стабильность массивных нейтронных звёзд
- Прислушивайся к бабушке — жизнь — это не игра с нулевой суммой.
- Почему большинство экзопланет — миры магмы
- Учёные обнаружили грибок, убивающий токсичные водоросли, угрожающие здоровью человека
- Meta выпустила SAM Audio: передовую унифицированную модель для разделения аудио
- Генетический трюк даёт древесным крысам эволюционное преимущество перед ядом гремучих змей.
- Где процветают дикие существа: поиск и защита природных убежищ от изменения климата
- Традиционное запутывание может иметь тысячи скрытых топологий в высоких измерениях.
- Модель машинного обучения предсказывает связывание белков с золотыми нанокластерами