塔塔咨询服务有限公司思沃迪哈·安纳德获国家专利权
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龙图腾网获悉塔塔咨询服务有限公司申请的专利用于污染物的生物修复的系统和方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114341987B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202080041904.2,技术领域涉及:G16B20/00;该发明授权用于污染物的生物修复的系统和方法是由思沃迪哈·安纳德;米塔利·麦钱特;安维萨·莫哈帕特拉;沙尔米拉·谢卡尔·曼德;维尼特·巴特;普雷蒂·阿拉格莱·珊伯特设计研发完成,并于2020-04-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本用于污染物的生物修复的系统和方法在说明书摘要公布了:多种污染物对环境的污染正在成为一个全球性的健康问题。许多方法被用于这些污染物的生物修复。已经提供了用于一种或多种污染物的方法和系统。样本是从含有污染物的场地采集的。随后从样本中分离污染物。此外还创建了这些污染物的各种类型的降解剂的知识库。使用该知识库创建微生物图谱。随后利用微生物图谱设计第一微生物群落和第二微生物群落,它们共同提供了降解污染物所需的基因、蛋白质和酶。最后,第一微生物群落和或第二微生物群落的混合物施用于该场地。该方法进一步包括检查所施用的混合物的功效并且进一步包括该混合物的重新施用。
本发明授权用于污染物的生物修复的系统和方法在权利要求书中公布了:1.一种用于一种或多种污染物的生物修复的方法200,所述方法包括: 从含有所述一种或多种污染物的环境场地采集样本202; 分离和识别所述样本中存在的所述一种或多种污染物204; 创建知识库,其中,所述知识库存储: 已识别的所述一种或多种污染物的信息, 关于在微生物中识别的能够完全降解所述一种或多种污染物或部分降解所述一种或多种污染物的完全降解途径和部分降解途径的信息, 关于所述微生物繁衍的各自环境生态位的信息,和 来自不同环境的具有特定的完全部分污染物降解途径的微生物的列表, 其中,所述特定的完全降解途径是指一组微生物基因组上的基因和或由所述微生物编码的蛋白质,其中,该组基因和或编码的蛋白质负责将污染物完全降解为对于所述环境场地安全的化合物或能够由所述环境中存在的一种或多种其他微生物同化的化合物, 其中,所述微生物中的所述部分降解途径是指构成一个或多个子途径的一组基因或编码的蛋白质,其中,子途径是在所述微生物的基因组内编码的所述完全降解途径的子集,并且所述子途径将所述污染物降解为中间体化合物,所述中间体化合物能够由所述微生物释放到所述环境中,随后由所述环境中的另一种微生物吸收,其中,所述另一种微生物具有代谢所释放的所述中间体化合物的另一个子途径,其中,所述知识库包括针对采集的所述样本中识别的所述一种或多种污染物中的每一种的污染物途径有机体矩阵PPOM、基因组途径酶GPE图谱、基因组途径主图谱GPM和丰富环境微生物数据库DEBG,其中,所述GPE图谱包括所述DEBG中列出的微生物名称以及关于每个微生物基因组上多个子途径中涉及的每种酶的活性位点的信息206, 其中,创建所述知识库的步骤进一步包括: 使用文献挖掘技术识别微生物中的一个或多个降解途径和相应的基因蛋白质,其中,所述一个或多个途径降解分离和识别的所述一种或多种污染物,其中,所述文献挖掘还进行了识别一组微生物,在所述一组微生物中,所述一个或多个降解途径得到表征,其中,所述文献挖掘进行了获得关于所述微生物存在和分离的所述环境生态位的信息; 识别完全或部分降解分离的所述一种或多种污染物的所述降解途径中的多个子途径,其中,与所述多个子途径中的每一个对应的基因和或蛋白质或酶是由单种微生物的基因组或多种微生物的基因组编码的,由所述多个子途径中的每一个形成的产物被释放到所述环境场地中,其中,所述产物被所述单个微生物代谢或者由存在于所述环境中的其他一种或多种微生物吸收,其中,所述其他多种微生物具有代谢所述产物的能力; 使用关于针对一个或多个识别的污染物中每一个的识别的降解途径、所述降解途径的所述多个子途径、表征所述降解途径的所述一组微生物的信息以及基于关于从中分离出所述一组微生物的一个或多个相应的所述环境生态位的文献挖掘和人工管理的信息来创建污染物途径有机体矩阵PPOM; 使用所述文献挖掘技术创建丰富环境微生物数据库DEBG,其中,所述DEBG包含关于微生物和所述微生物繁衍的不同的环境生态位的信息; 从预先创建的蛋白质家族数据库pfamDB创建途径结构域图谱PDM,其中,所述PDM中包含的蛋白质结构域对应于构成所述多个子途径的基因蛋白质,所述多个子途径包含针对所述一种或多种污染物创建的所述PPOM中存在的每个降解途径; 创建基因组图谱GM,其中,所述基因组图谱包括关于所有微生物基因组的信息,其中,所述信息还包括微生物中根据各自基因组位置排序的基因列表以及这些基因中编码的组成蛋白结构域; 在存储在所述DEBG中的微生物基因组上搜索PPOM中列出的所有途径的所述多个子途径中每一个的PDM中包含的蛋白质结构域的存在,以确定所述基因组上存在这些子途径,其中,使用所述基因组图谱GM作为数据库进行所述搜索,其中,如果所述PDM中列出的提供所述PDM的子途径的基因组中的结构域在所述基因组上基因的窗口尺寸内出现并且数量超过预定义的阈值,则来自所述PDM的所述子途径被认为是存在的; 针对采集的所述样本中识别的所述一种或多种污染物中的每一种,使用与DEBG中的所述微生物基因组对应的微生物名称以及关于所述基因组上所述多个途径和所述多个子途径的存在或不存在的信息创建基因组途径主图谱GPM,其中,基于第一预定义标准,所述GPM图谱具有0或1的数值,其中,所述GPM提供关于所述GPM中列出的所述微生物基因组中的每一个基因组中存在的给定污染物降解途径的所有子途径的信息;以及 针对采集的所述样本中识别的所述一种或多种污染物中的每一种,创建基因组途径酶GPE图谱,其中,所述GPE图谱包括在所述DEBG中列出的对应于国家生物技术信息中心NCBI报道的所有微生物基因组的所有微生物名称、关于每个基因组上多个子途径的每个步骤中涉及的每种酶的活性位点的信息,其中,基于第二预定义标准,所述GPE图谱具有0或1的数值; 通过利用所述知识库中的所述信息,为在所述样本中识别的所述一种或多种污染物中的每一种识别一列部分污染物降解剂和一列完全污染物降解剂,其中,所述部分污染物降解剂是指提供将污染物转化为中间体化合物的一个或多个子途径和对应的一组基因、编码的蛋白质或酶的微生物,其中,多个部分降解剂组合地提供用于完全降解采集到的所述样本中识别的污染物的所有子途径,其中,完全污染物降解剂具有在用于降解在采集到的所述样本中识别的所述污染物的单个微生物内的所有子途径和对应的一组基因、编码的蛋白质或酶的组合208;使用来自所述知识库的信息创建微生物图谱,其中,所述微生物图谱包括能够将在所述样本中识别的所述一种或多种污染物中的每种污染物降解至不同的降解程度的、所述部分污染物降解剂和所述完全污染物降解剂中的一种或多种的信息,其中,所述污染物的不同的降解程度是指污染物降解为不同的中间体化合物或代谢物,其中,所述中间体化合物或代谢物由一个或多个最终产物确定,所述最终产物是在对应于在降解所述污染物的降解剂的基因组内存在的所述子途径的基因或蛋白质或酶的作用下由所述降解剂释放的,其中,所述中间体化合物能够被释放到所述环境中并由所述环境中的其他微生物利用或者能够被同化到进行这种降解的相同微生物中210; 使用创建的所述微生物图谱设计第一微生物群落,所述第一微生物群落包括共同提供用于完全降解在所述样本中识别的所述一种或多种污染物所需的子途径的微生物,其中,所述微生物能够在从中采集所述样本的相同环境生态位中共同存活212; 使用创建的所述微生物图谱设计第二微生物群落,所述第二微生物群落包括共同提供用于将在采集到的所述样本中识别的所述一种或多种污染物部分降解为期望的一种或多种中间产物所需的子途径的基因、蛋白质和酶的微生物,其中,形成所述第二微生物群落的所述微生物能够在从中采集所述样本的所述环境生态位中共同存活214; 对含有所述一种或多种污染物的环境场地施用所述第一微生物群落和所述第二微生物群落中的至少一者或二者的混合物216; 检查所施用的混合物对消除从所述环境场地采集的样本中的一种或多种污染物的功效,其中,通过从采集到的所述样本中分离和识别残余污染物组合来进行功效评估218;以及 在所述环境场地重新施用新的混合物,其中,通过加入能够作为部分降解剂并组合地降解在采集到的所述样本中的所述一种或多种污染物的一组微生物来制备所述新的混合物220。
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