华中大杨光教授团队《Prog. Mater. Sci.》综述：细菌纤维素 - 生物合成的分子调控、超分子组装及结构调控和功能性质

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在不同类型的纳米纤维素中，细菌纤维素（BC）或细菌纳米纤维素（BNC）因其高纯度和优越的物理化学性能而受到广泛的关注。此外，根据应用需求，BC 即可以单独也可以以复合材料的形式在生物医学材料等不同领域中应用。华中科技大学生命科学学院杨光教授团队近年来开展了一系列关于细菌纤维素的合成调控及功能化的应用研究。

近日，该团队在《Progress In Materials Science》上发表了题为“Bacterial cellulose: Molecular regulation of biosynthesis, supramolecular assembly, and tailored structural and functional properties”的综述，系统概述了细菌纤维素的生物合成和微生物细胞外运输机制，帮助人们进一步深入了解细菌细胞和无细胞系统对纤维素生物合成的分子机制和调控机理，进而促进对细菌纤维素的结构和功能特性的改善，为细菌纤维素在不同领域的新应用打开大门。综述中介绍的BC细胞内合成、外转运和体外组装过程调控方法和采用基因工程载体和组织工程改造植物以生产杂化纤维素的方法，将为分子生物学家和材料工程师提供一个设计具有新功能复合材料的平台。该论文第一作者为Sehrish Manan与Muhammad Wajid Ullah，通讯作者为华中科技大学杨光教授以及Muhammad Wajid Ullah。

ToC. A schematic illustration of the molecular regulation of intracellular synthesis, extracellular

transport, and in vitro assembly of cellulose fibrils into highly-ordered supramolecular structures

for the development of functionalized biomaterials for specialized applications

该综述以降低细菌纤维素的生产成本以及扩展其应用领域为主要目的，首先在分子层面上描述了纤维素的生物合成机理以及通过c-di-GMP（Cyclic diguanylic acid）调控BC合成的机理及方法，以此降低BC的生产成本，使其成为更具竞争力和经济性的产品以满足市场需要。接着讨论了采用基因工程开发高产及功能性菌株的方法，以此实现对 BC 结构特征的控制，在改善其天然特性的同时赋予其额外的功能特性，为BC开辟新的应用途径提供新的思路。最后，对调节 BC 生产和微调其特性的方法进行了总结与展望。此综述为提高 BC 产量，降低生产成本，提高生产质量以及设计BC基复合材料，扩展BC的应用领域提供了参考。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079642522000536

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