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Sustainable biorefining in wastewater by engineered extreme alkaliphile Bacillus marmarensis

机译：工程极端嗜碱芽孢杆菌芽孢杆菌对废水的可持续生物精制

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Contamination susceptibility, water usage, and inability to utilize 5-carbon sugars and disaccharides are among the major obstacles in industrialization of sustainable biorefining. Extremophilic thermophiles and acidophiles are being researched to combat these problems, but organisms which answer all the above problems have yet to emerge. Here, we present engineering of the unexplored, extreme alkaliphile Bacillus marmarensis as a platform for new bioprocesses which meet all these challenges. With a newly developed transformation protocol and genetic tools, along with optimized RBSs and antisense RNA, we engineered B. marmarensis to produce ethanol at titers of 38 g/l and 65% yields from glucose in unsterilized media. Furthermore, ethanol titers and yields of 12 g/l and 50%, respectively, were produced from cellobiose and xylose in unsterilized seawater and algal-contaminated wastewater. As such, B. marmarensis presents a promising approach for the contamination-resistant biorefining of a wide range of carbohydrates in unsterilized, non-potable seawater.
机译：污染的敏感性，水的使用以及无法利用5-碳糖和二糖是可持续生物精制工业化的主要障碍。为了解决这些问题，正在研究嗜极端嗜热菌和嗜酸菌，但是能够解决上述所有问题的生物尚未出现。在这里，我们介绍了尚未开发的极端嗜碱菌马尔玛芽孢杆菌的工程技术，以此作为应对所有这些挑战的新生物工艺的平台。借助最新开发的转化方案和遗传工具，以及优化的RBS和反义RNA，我们改造了马尔他双歧杆菌，以38μg/ l的滴度生产乙醇，在未经灭菌的培养基中葡萄糖的产率为65％。此外，在未灭菌的海水和被藻类污染的废水中，纤维二糖和木糖产生的乙醇滴度分别为12μg/ l和50％。因此，马尔他芽孢杆菌为在未灭菌的非饮用水中对多种碳水化合物进行抗污染的生物精制提供了一种有前途的方法。

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