《微生物生物技术:应用微生物学基础》
Microbial
Biotechnology : Fundamentals of Applied Microbiology
作者:Alexander N. Glazer
出版社:Cambridge University
Press
中图号:Q93
ISBN:9780521842105
藏书地点:武大外教中心
微生物是地球上最多才多艺、适应性最强的生命形式,它们已经在这里存在了约35亿年。的确,在它们存在的最初20亿年里,原核生物独自统治着生物圈,占领着每一个可进入的生态位,从冰川冰到深海底部的热液喷口。随着这些早期原核生物的进化,它们发展出了今天所有生物的主要代谢途径,以及各种其他的代谢过程,如固氮,这些代谢过程仍然局限于原核生物。在它们长期统治全球的过程中,原核生物也改变了地球,把它的无氧大气变成了一个富含氧气的大气,并产生了大量的有机化合物。最终,他们创造了一个适合维持更复杂生命形式的环境。
今天,细菌和其他微生物的生物化学和生理学提供了几十亿年来对不断变化的世界的基因反应的活记录。与此同时,它们在生理和代谢上的多样性以及在小生境中生存的能力,使它们比更大、更复杂的生命形式受生物圈变化的影响小得多。因此,很可能在人类出现之前就存在的大多数微生物物种的代表仍有待探索。
这样的探索绝不是纯粹的学术追求。在纯培养中已经存在的成千上万种微生物,以及有待培养或发现的成千上万种微生物,代表了生命世界全部基因库的很大一部分,而这种巨大的遗传多样性是基因工程的原料,即直接操纵生命有机体的遗传特征。生物学家现在能够通过操纵DNA直接修改生物的基因组成,而不是通过传统的育种和选择方法在生物的水平上大大加快获得所需性状整个有机体。在“重组DNA技术”的标题下,各种操作技术可以采取删除基因、添加不同生物体的基因、修改遗传控制机制和引入合成DNA的形式,有时使一个细胞执行生命世界中全新的功能。通过这些方式,到目前为止,新的稳定的可遗传特征已经被引入到所有形式的生命中。其结果之一是显著提高了应用微生物学已经相当可观的实用价值。应用微生物学的活动范围很广,在医药、农业、“绿色”化学、可再生能源的开发、废水处理和生物修复等方面都有贡献。操纵生物基因组成的能力导致了该领域所有领域的爆炸性进展。
这本书的目的是提供微生物生物技术的所有方面的一个严格的,统一的处理,为了这样做自由地跨越正式学科的边界:微生物学供应原料;基因组学、转录组学和蛋白质组学提供了蓝图;生物化学、化学和过程工程提供了工具;许多其他科学领域都是重要的信息储存场所。此外,不同于生物化学、微生物学、分子生物学、有机化学或其他一些广泛的基础领域的教科书,必须只专注于教学一般原则和模式,以提供概述,这一本将不断强调多样性和独特性的重要性。在应用微生物学中,人们往往会寻找不寻常的东西:一种新型抗生素的生产商,一种专门感染一种特别广泛和有害的害虫的寄生生物,一种可能作为活性高于100°C的酶的来源的嗜热细菌。总之,这本书检查了细菌,真菌和其他微生物当前实际应用的基础上的基本原则和事实;描述了这些应用程序;并对相关技术的未来前景进行了展望。
微生物生物技术今天所处的舞台与这本书12年前出版的第一版所描述的有很大的不同。第二版被广泛重写,以纳入雪崩般的新知识。这些最近的进展中最有影响力的是什么?
l 数以百计的原核生物和真菌基因组已经被完全测序,并且在纯培养条件下可以得到更多的生物的部分基因组信息。
l 目前,对微生物系统发育和进化关系的理解依赖于大量序列数据所提供的客观基础。这些数据还揭示了微生物基因组的镶嵌和动态方面。
l 环境DNA库提供了微生物世界的巨大和功能多样性的一瞥,并提供了快速获取数以万计尚未培养的微生物基因的途径。
l 注释序列的广泛数据库以及复杂的计算工具允许快速访问新兴的信息体,并揭示新序列的潜在功能。
l 聚合酶链反应结合用于生成重组生物的通用技术,允许利用序列信息来创造具有所需特性的新分子或生物。
l 基因组学、转录组学和代谢组学使用强大的新技术来绘制复杂的细胞功能是如何从多个基因的协调调节中产生的,从而产生相互依赖的代谢途径和感觉输入的整合,以确保细胞在应对环境变化时的正常功能。
l 在过去的10年里,这些发展也改变了生物技术所有“经典”领域所使用的工艺——例如,在氨基酸、抗生素、聚合物和疫苗的生产中。
l 地球上不断增长的人口已经具备了通过应用日益复杂的技术来影响大规模环境变化的能力,这对自然资源提出了巨大而不可持续的需求。微生物生物技术在促进作物产生对特定害虫的抗性、对除草剂的耐受性以及提高抗旱和高盐能力方面具有越来越重要的意义。由于迫切需要尽量减少向环境排放有机化学污染物,以及需要保存日益减少的石化产品储量,因此出现了“绿色”化学,同时生物催化剂的使用也迅速增加。生物质作为一种可再生能源的未来,关键取决于微生物将复杂的多糖混合物高效直接转化为乙醇的进展。废水处理是微生物对维持地球生命维持系统的关键贡献,是未来创新的一个重要领域。
生物技术在医药、农业、化学工业和环境方面的应用正在改变日常生活的方方面面,而且这种改变的速度正在加快。因此,对微生物生物技术的许多方面的基本了解对科学家和非科学家都是重要的。我们希望双方都能发现这本书是有用的信息来源。虽然强大的技术背景可能是必要的,以同化在这里描述的细微之处,我们已经试图使基本的概念和问题,使读者的生命科学背景相当一般。这种尝试是至关重要的,因为只有知情的公众才能区分理想的生物技术选择和不理想的,那些可能成功的选择和那些可能导致代价高昂的失败的选择。
《微生物学:原则和探索》一书于2007由Cambridge University
Press出版,作者是Alexander N. Glazer。通过测定数百种微生物的基因组序列,以及发明基因组学、转录组学和蛋白质组学等新技术来应对这一信息洪流,微生物学知识呈指数级增长。这些基因组数据现在被应用于数千个领域,从医学、农业、有机化学、公共卫生、生物质转化到生物采矿。微生物生物技术。应用微生物学基础侧重于具有重大社会重要性的应用,能够对这些至关重要的应用进行深入分析。一些,如废水处理,随着时间的推移只发生了轻微的变化,另一些,如定向分子进化,或“绿色”化学,与今天的头条新闻一样流行。完全修订的第二版提供了一个激动人心的跨学科旅程,通过迅速变化的景观发现微生物生物技术。作为应用微生物学和生物技术课程的理想教材,本书还将为专业生命科学家和其他对生物技术感兴趣的专业人士提供该领域最新进展的宝贵概述。
本书作为讲述微生物学的书籍,内容专业详实,语言浅显易懂,具有以下特点:
1、语言浅显易懂,图文结合,帮助读者理解
2、含有大量参考文献,帮助读者进一步理解微生物学的相关知识
3、本书最后罗列大量微生物学的专业词汇
本书目录
序言
致谢
1.微生物多样性
2.微生物生物技术:范围、技术、示例
3.细菌和酵母中蛋白质的生产
4.“组学”世界:基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学
5.重组和合成疫苗
6.植物-微生物相互作用
7.苏云金杆菌毒素:微生物杀虫剂
8.微生物多糖和聚酯
9.初级代谢产物:有机酸和氨基酸
10.次级代谢产物:抗生素等
11.有机化学中的生物催化
12.生物质
13.乙醇
14.环境应用
指数
王昊宇 武汉大学生命科学学院 博士研究生