Tóm tắt dự thảo Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu sàng lọc gene mã hoá enzyme tham gia thủy phân cellulose từ khu hệ vi sinh vật trong ruột mối bằng kỹ thuật Metagenomics

Mục tiêu của đề tài: Đánh giá được sự đa dạng vi sinh vật ruột mối và đa dạng gene mã hoá cellulase của chúng; phân lập, tách dòng và biểu hiện được một gene mã hoá cellulase từ DNA đa gene vi sinh vật ruột mối; xác định được ảnh hưởng của một số điều kiện đến hoạt động của protein do gene tách dòng được mã hoá.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt dự thảo Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu sàng lọc gene mã hoá enzyme tham gia thủy phân cellulose từ khu hệ vi sinh vật trong ruột mối bằng kỹ thuật Metagenomics ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị ThảoNGHIÊN CỨU SÀNG LỌC GENE MÃ HÓA ENZYME THAM GIA THỦY PHÂNCELLULOSE TỪ KHU HỆ VI SINH VẬT TRONG RUỘT MỐI BẰNG KỸ THUẬT METAGENOMICS Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 62420121 TÓM TẮT DỰ THẢO LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội - 2014 1 Công trình được hoàn thành tại: Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. GS. TS. Trương Nam Hải 2. TS. Đỗ Thị Huyền Phản biện: 1. 2. 3. Dự thảo luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên vào hồi giờ ngày tháng nămCó thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Hà Nội - Trung tâm thông tin – Thư viện, Đại học quốc gia Hà Nội 2 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài Cellulase là nhóm enzyme được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp nhưchế biến thực phẩm, chế biến thức ăn, sản xuất giấy, sản xuất rượu, sản xuất bia, công nghệdệt…. Đặc biệt, cellulase đang được quan tâm nghiên cứu ứng dụng trong sản xuất nhiênliệu sinh học như cồn sinh học từ nguồn phế phẩm lignocellulose dồi dào thay thế chonguồn nhiên liệu hóa thạch đang trên đà cạn kiệt. Trong vòng 25 năm qua, sản lượng cồnsinh học đã tăng trưởng và đạt mức nhảy vọt kể từ năm 2000. Cồn sinh học có thể đượcdùng như nguồn nhiên liệu độc lập cho các loại xe có động cơ chuyên biệt hoặc làm phụ gianhiên liệu cho loại xe có động cơ truyền thống với tỉ lệ lên đến 30%. Ở nước ta, ước tính hàngnăm, nguồn nguyên liệu lignocellulose từ phế phẩm nông nghiệp như rơm, rạ, lá mía và bãcây mía bỏ phí lên đến 50 triệu tấn. Các biện pháp xử lý nguồn phế phẩm này chủ yếu làđốt đã gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sống và sức khoẻ con người. Việctận dụng được nguồn nguyên vật liệu lignocellulose phế phẩm này vào sản xuất cồn sinhhọc sẽ đem đến nhiều lợi ích to lớn cho môi trường cũng như cho nền kinh tế của nước ta. Việc sử dụng cellulase thay thế các hoá chất truyền thống như acid, kiềm và nhiệtđộ cao vào trong quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp đã giải quyết được nhiềuvấn đề như hạn chế ô nhiễm môi trường và bảo vệ được sức khoẻ người lao động cũng nhưtăng hiệu quả sản xuất. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là cần thiết phải có được nguồn cellulasehoạt động ở điều kiện pH và nhiệt độ thích hợp cho các quá trình sản xuất đó. Hơn nữa,việc sản xuất cồn sinh học đang gặp một số khó khăn trong việc giảm chi phí sản xuất đặcbiệt là nguồn cellulase để phân cắt cellulose thành glucose hiệu quả. Do đó, vấn đề quantrọng nhất là tìm ra được nguồn cellulase mới phù hợp với điều kiện sản xuất của cácngành công nghiệp liên quan, phát triển các phức hợp cellulase hiệu quả và ổn định đểkhắc phục khó khăn trong quá trình sản xuất. Metagenomics là kỹ thuật cho phép thu nhận trực tiếp DNA đa hệ gene của toàn bộcác vi sinh vật trong môi trường sống nhất định. Chính vì lợi thế là thu nhận và phân tíchđược tất cả hệ gene của vi sinh vật phong phú và đa dạng, đặc biết là 99% vi sinh vậtkhông nuôi cấy được mà Metagenomics trở thành công cụ giúp các nhà nghiên cứu khaithác nguồn gene mới hiệu quả nhất. Thực tế đã chứng minh, sau 20 năm phát triển, đặc biệtlà khoảng 5 năm gần đây, khi kỹ thuật giải mã gene thế hệ mới được áp dụng,Metagenomics đã được sử dụng rất hiệu quả để tìm hiểu sự đa dạng vi sinh vật cũng như 3khai thác các gene mới từ nhiều môi trường sống khác nhau như nước, đất, các đường tiêuhóa, phế thải, … Mối đóng một vai trò quan trọng đối với hệ sinh thái bởi khả năng phân hủy sinhkhối lignocellulose và góp phần vào chu trình carbon. Khả năng phân hủy hiệu quảlignocellulose của mối là kết quả hoạt động tổng hợp của các enzyme cellulase vàhemicellulase được tiết ra từ bản thân mối và từ vi sinh vật sống cộng sinh trong ruột mối.Trong đó, hệ vi sinh vật cộng sinh trong ruột mối đóng vai trò quan trọng trong việc tiêuhóa hiệu quả nguồn thức ăn lignocellulose của mối. Vì vậy, ruột mối là một nguồn genecellulase phong phú cần được khai thác nhằm tìm ra các enzyme mới liên quan đến sựphân hủy cellulose. Ở Việt Nam cho đến nay đ ...