Tóm tắt luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu đánh giá sự đa dạng và vai trò của một số module trong cấu trúc enzyme thủy phân cellulose từ khu hệ vi sinh vật trong dạ cỏ của dê

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu đánh giá đa dạng cellulase và cellulase có cấu trúc module từ khu hệ vi sinh vật trong dạ cỏ dê bằng kỹ thuật Metagenomics; nghiên cứu vai trò của module chưa rõ chức năng (FN3 hoặc Ig) lên hoạt tính của cellulase. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu đánh giá sự đa dạng và vai trò của một số module trong cấu trúc enzyme thủy phân cellulose từ khu hệ vi sinh vật trong dạ cỏ của dêBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Khánh Hoàng ViệtNGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ SỰ ĐA DẠNG VÀ VAI TRÒ CỦA MỘT SỐ MODULE TRONG CẤU TRÚC ENZYME THỦYPHÂN CELLULOSE TỪ KHU HỆ VI SINH VẬT TRONG DẠ CỎ CỦA DÊ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9.42.02.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Hà Nội - 2020Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.Người hướng dẫn khoa học 1: GS. TS. Trương Nam HảiNgười hướng dẫn khoa học 2: PGS. TS. Đỗ Thị HuyềnPhản biện 1:Phản biện 2:Phản biện 3:Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ..., ngày … tháng … năm 2020.Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ- Thư viện Quốc gia Việt Nam 1 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của luận án Vi sinh vật nói chung và vi khuẩn nói riêng có ý nghĩa thựctiễn vô cùng to lớn đối với loài người thông qua các ứng dụng trongnhiều lĩnh vực như là y học, nông nghiệp, công nghiệp, xử lý ônhiễm môi trường. Do đó, các nghiên cứu về sự đa dạng các trình tựtừ vi sinh vật nhằm phát hiện những gen mới để khai thác và ứngdụng chúng vào phục vụ cuộc sống luôn là chủ đề quan trọng đượccác nhà sinh học đặc biệt quan tâm. Mặc dù vậy, các phát hiện gầnđây cho thấy phần lớn (khoảng 99%) các loài vi sinh vật trong môitrường là chưa nuôi cấy được. Do vậy, nghiên cứu dựa vào phươngpháp nuôi cấy thông thường sẽ không thể khai thác được toàn bộnguồn gen có tiềm năng của vi sinh vật. Trong giai đoạn gần đây,thông qua kỹ thuật Metagenomics giải trình tự toàn bộ hệ gen của tấtcả các vi sinh vật được thu nhận trực tiếp từ mẫu môi trường, các gentừ vi sinh vật, kể cả vi sinh vật không nuôi cấy đã được nghiên cứu,đánh giá một cách tổng thể. Tại nước ta, cùng với sự phát triển của ngành nông nghiệpvới qui mô sản xuất ngày càng lớn và tập trung như hiện nay, cácphụ phẩm nông nghiệp mà trong đó nguồn sinh khối lignocellulosechiếm phần lớn đang chủ yếu bị đốt bỏ gây lãng phí và ảnh hưởngxấu đến môi trường. Trong khi đó, nhân loại đang phải đối mặt vớitình trạng suy kiệt nguồn nguyên liệu hóa thạch cũng như các hệ quảnghiêm trọng của việc tích tụ khí thải nhà kính. Việc nghiên cứu sửdụng nguồn năng lượng carbonhydrate từ nguyên liệu có khả năngtái tạo với trữ lượng khổng lồ như lignocellulose là hết sức cấp thiết 2để tạo ra các sản phẩm thay thế các nhiên liệu được sản xuất từnguyên liệu hóa thạch. Lignocellulose nói chung hay cellulose nói riêng là sinh khốicó cấu trúc vững chắc, được chuyển hóa theo nhiều bước để tạothành sản phẩm cuối cùng mà trong đó giai đoạn đường hóa đóng vaitrò then chốt. Trong quá trình này, cellulase được xác định là nhân tốchính quyết định tới hiệu suất chuyển hóa và giá thành của sản phẩm.Do vậy, trong những năm gần đây trên thế giới có rất nhiều côngtrình nghiên cứu tìm kiếm nguồn cellulase mới có hoạt tính cao, có áilực mạnh với cơ chất để chuyển hóa hiệu quả cellulose. Khác vớienzyme khác, phần lớn các cellulase có cấu trúc module, có nghĩa làngoài vùng có chức năng xúc tác, enzyme còn chứa thêm một sốmodule khác có cấu trúc độc lập và ít được nghiên cứu, điển hìnhnhư module FN3, Ig, CBM. Hiện nay trên thế giới, nghiên cứu về vaitrò của các module chưa biết chức năng đến hoạt tính xúc tác củacellulase chưa được công bố nhiều. Nhiều giả thiết cho rằng, chúngkhông chỉ tồn tại như một vùng nối liên kết các vùng hoạt tính màchúng còn thể hiện nhiều chức năng sinh học quan trọng khác như ổnđịnh cấu trúc, làm tăng ái lực của enzyme với cơ chất. Vì vậy, nghiêncứu làm rõ vai trò sinh học của các module này trong cấu trúc củacellulase là hết sức có ý nghĩa cho việc lựa chọn hoặc thiết kế cácenzyme để nâng cao hiệu quả thủy phân nguồn sinh khối cellulose. Từ năm 2014 đến năm 2017, bằng nguồn kinh phí của Đề tàiđộc lập cấp Nhà nước (Mã số: ĐTĐLCN.15/14), phòng Kỹ thuật ditruyền (Viện CNSH, Viện HLKH&CNVN) đã giải mã DNA đa hệgen của hệ vi khuẩn trong dạ cỏ dê chăn thả tự nhiên trên núi tại tỉnhNinh Bình và Thanh Hóa. Kết quả từ 8,6 Gb dữ liệu, đề tài đã khai 3thác được 816 trình tự mã hóa cho cellulase. Trong nghiên cứu này,chúng tôi hướng tới việc đánh giá đa dạng các trình tự cellulase cócấu trúc module, tìm ra cấu ...