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现代微生物学前沿探索 作者： 王明，李芳，张伟 出版社： 科学技术文献出版社 出版日期： 2023年10月 定价： 128.00 元 --- 内容简介 《现代微生物学前沿探索》并非一部基础的微生物学入门教材，而是深入聚焦于当前全球微生物学研究领域最活跃、最具突破性的几个方向的专业性学术专著。本书旨在为具备一定微生物学基础的研究人员、高年级本科生及研究生提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，审视二十一世纪微生物学研究的最新进展、挑战与未来潜力。 本书的结构设计充分体现了“前沿”与“探索”的主旨，分为六大部分，共十八章。每一部分都围绕一个当前热点议题展开深度论述，并结合最新的研究案例和技术进展进行详细阐述。 第一部分：宏基因组学与微生物生态系统的解析（第1-3章） 本部分重点介绍了高通量测序技术（尤其是第三代测序技术）在环境、人体和工业微生物群落分析中的革命性应用。我们详细剖析了从样本采集、DNA提取、文库构建到生物信息学分析的完整流程，并着重讨论了功能基因注释的挑战与最新算法的突破。 第三章：微生物群落功能预测的深度学习模型。 本章超越传统的基于16S rRNA的物种组成描述，深入探讨了如何利用复杂的机器学习和深度学习框架，从宏基因组数据中准确预测微生物群落执行的生化通路和生态学功能。讨论了模型偏差的来源以及提高预测准确性的新策略。 第二部分：极端微生物的生命奥秘与生物技术潜力（第4-6章） 极端微生物（如嗜热菌、嗜冷菌、高盐菌和嗜酸菌）是理解生命极限和寻找新型生物催化剂的关键。 第四章：古菌复苏与深海热液喷口微生物的代谢适应性。 本章聚焦于利用新型培养技术（如高压微流控芯片）复苏难以在实验室培养的深海极端微生物，并解析其独特的能量获取机制，特别是涉及硫、铁或甲烷的新型氧化还原途径。 第六章：耐辐射奇球菌基因组的稳定性机制。 深入分析了如何利用其高效的DNA修复系统，指导设计更稳定的基因工程菌株，以及其在空间生物学研究中的应用。 第三章：微生物与宿主相互作用的精细调控（第7-9章） 本部分转向应用性极强的“微生物-宿主互作”领域，重点关注肠道菌群的调控机制，而非传统的病原体感染研究。 第八章：细菌间通讯（Quorum Sensing, QS）的靶向抑制策略。 详细梳理了新型小分子抑制剂如何特异性干扰关键的QS信号分子（如AI-2或HSLs）的合成或识别，从而在不直接杀死细菌的情况下瓦解生物膜的形成，为抗生素耐药性危机提供替代方案。 第九章：肠道菌群代谢产物对宿主神经系统的反馈调控。 探讨了短链脂肪酸（SCFA）以外的，如色氨酸代谢产物、胆汁酸修饰物等，如何跨越血脑屏障，影响宿主的情绪、认知和神经退行性疾病的发展。 第四部分：合成微生物学与生物制造的未来（第10-12章） 合成生物学正在将微生物从被动的“生产工具”转变为可编程的“生物工厂”。 第十章：CRISPR-Cas系统的精准进阶。 重点介绍除Cas9之外的新型核酸酶系统（如Cas12、Cas13及其变体），它们在基因组编辑、RNA调控以及快速现场诊断（如SHERLOCK/DETECTR平台）中的应用。强调了其在非模式生物中的适配性研究。 第十二章：模块化路径设计与代谢流的优化。 阐述了如何通过“设计-构建-测试-学习（DBTL）”循环，利用标准化BioBrick或Scaffold构建元件，实现对微生物代谢路径的重构，以高效、可持续地生产高价值化学品、生物燃料或新型药物前体。 第五部分：病毒学的新范式：噬菌体与病毒载体（第13-15章） 本书对病毒学的关注侧重于其作为治疗工具和生态系统中关键驱动力的角色。 第十四篇：噬菌体疗法的临床前优化。 详细分析了如何克服噬菌体疗法在免疫原性、靶向性和细菌耐药性演化方面的挑战。探讨了工程化噬菌体（如携带抗菌酶或毒力因子清除基因的噬菌体）的构建策略。 第十五章：病毒载体在基因治疗中的安全性与效率权衡。 比较了腺病毒、慢病毒和腺相关病毒（AAV）载体在体内递送效率、组织特异性和脱靶效应方面的优劣，并讨论了新一代基于CRISPR筛选的AAV衣壳优化技术。 第六部分：微生物组与环境修复（第16-18章） 这一部分将目光投向全球性环境问题，微生物在此领域展现出巨大的潜力。 第十七篇：生物降解的新型酶系统鉴定。 聚焦于利用培养组学（Culturomics）和单细胞基因组学技术，发现能够降解难降解污染物（如全氟烷基物质PFAS、微塑料聚合物）的新型微生物和酶。 第十八章：微生物电化学与环境能源转化。 探讨了微生物燃料电池（MFCs）和生物电催化系统如何利用微生物的电子传递能力，实现污染物降解与电能回收的耦合，特别是面向实际工程应用的规模化挑战。 本书的特色在于其深度和广度，它避免了对经典微生物学概念的冗余阐述，而是直接切入当前科研人员面临的核心技术难题和创新思路。书中配有大量来自Nature, Science, Cell及其子刊的最新研究案例图表解析，旨在激发读者的批判性思维，并为未来的研究方向提供坚实的理论和技术参考。它是一本面向研究实践、而非教学普及的参考书。
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