A space-variant interpolation is required to compensate for the migration of signal energy through range resolution cells when processing synthetic aperture radar (SAR) data, using either the classical range/Doppler (R/D) algorithm or related frequency domain techniques. In general, interpolation requires significant computation time, and leads to loss of image quality, especially in the complex image. The new chirp scaling algorithm avoids interpolation, yet performs range cell migration correction accurately. The algorithm requires only complex multiplies and Fourier transforms to implement, is inherently phase preserving, and is suitable for wide-swath, large-beamwidth, and large-squint applications. This paper describes the chirp scaling algorithm, summarizes simulation results, presents imagery processed with the algorithm, and reviews quantitative measures of its performance. Based on quantitative comparison, the chirp scaling algorithm provides image quality equal to or better than the precision range/Doppler processor. Over the range of parameters tested, image quality results approach the theoretical limit, as defined by the system bandwidth.< >

This letter derives the two-dimensional point target spectrum for an arbitrary bistatic synthetic aperture radar configuration. The method described makes use of series reversion, the method of stationary phase, and Fourier transform pairs to derive the point target spectrum. The accuracy of the spectrum is controlled by keeping enough terms in the two series expansions, and is verified with a point target simulation

Abstract Reducing sugar intake lowers the risk of obesity and associated metabolic disorders. Currently, this is achieved using artificial non-nutritive sweeteners, where their safety is widely debated and their contributions in various diseases is controversial. Emerging research suggests that these sweeteners may even increase the risk of cancer and cardiovascular problems, and some people experience gastrointestinal issues as a result of using them. A safer alternative to artificial sweeteners could be sweet-tasting proteins, such as brazzein, which do not appear to have any adverse health effects. In this study, protein language models were explored as a new method for protein design of brazzein. This innovative approach resulted in the identification of unexpected mutations, which opened up new possibilities for engineering thermostable and potentially sweeter versions of brazzein. To facilitate the characterization of the brazzein mutants, a simplified procedure was developed for expressing and analyzing related proteins. This process involved an efficient purification method using Lactococcus lactis ( L. lactis ), a generally recognized as safe (GRAS) bacterium, as well as taste receptor assays to evaluate sweetness. The study successfully demonstrated the potential of computational design in producing a more heat-resistant and potentially more palatable brazzein variant, V23.

Innovative strategies for sustainable utilization of waste resources are imperative in the pursuit of a circular economy. Recently, the idea of utilizing mammalian spent media as a valuable resource is gaining traction, offering significant opportunities for innovative uses as a food-grade feedstock for microbial fermentation, especially in the production of alternative proteins for research and food purposes. In this study, we aim to repurpose spent mammalian culture media for production of valuable proteins. Growth factors (GFs) are a family of high-value proteins that naturally stimulate cell proliferation or differentiation. More importantly, these factors also present significant costs for cell culture. Here, we successfully demonstrate the use of spent mammalian culture media for the recombinant production of fibroblast growth factor 2 (FGF2-G3) in Lactococcus lactis. Bioreactor fermentation at a 1 L scale confirmed purified yields of 2.6 mg/L of recombinant FGF2-G3 using spent media. Further functional testing indicated that the recombinant FGF2-G3 can promote cell proliferation on an Anguilla japonica (Japanese eel) pre-adipocytic cell line, suggesting its potential for cultivated meat production. Based on the preliminary results of this study, our calculations indicate that fermenting 1 L spent mammalian waste could yield enough growth factors to efficiently grow approximately 52 L of cultivated meat through fermentation. This prediction emphasizes the potential of waste valorisation to sustainably produce protein, thus contributing to environmental preservation and economic viability.

Abstract With the advent of rapid automated in silico identification of biosynthetic gene clusters (BGCs), genomics presents vast opportunities to accelerate natural product (NP) discovery. However, prolific NP producers, Streptomyces , are exceptionally GC-rich (>80%) and highly repetitive within BGCs. These pose challenges in sequencing and high-quality genome assembly which are currently circumvented via intensive sequencing. Here, we outline a more cost-effective workflow using multiplex Illumina and Oxford Nanopore sequencing with hybrid long-short read assembly algorithms to generate high quality genomes. Our protocol involves subjecting long read-derived assemblies to up to 4 rounds of polishing with short reads to yield accurate BGC predictions. We successfully sequenced and assembled 8 GC-rich Streptomyces genomes whose lengths range from 7.1 to 12.1 Mb at an average N50 of 5.9 Mb. Taxonomic analysis revealed previous misrepresentation among these strains and allowed us to propose a potentially new species, Streptomyces sydneybrenneri . Further comprehensive characterization of their biosynthetic, pan-genomic and antibiotic resistance features especially for molecules derived from type I polyketide synthase (PKS) BGCs reflected their potential as NP chassis. Thus, the genome assemblies and insights presented here are envisioned to serve as gateway for the scientific community to expand their avenues in NP discovery. Graphic abstract Schematic of hybrid long- and short read assembly workflow for genome sequencing of GC-rich Streptomyces . Boxes shaded blue and grey correspond to experimental and in silico workflows, respectively. Highlights A cost-effective genome sequencing approach for GC-rich Streptomyces is presented Hybrid assembly improves BGC annotation and identification A new species, Streptomyces sydneybrenneri , identified by taxonomic analysis Genomes of 8 Streptomyces species are reported and analysed in this study

Using an established CRISPR-Cas mediated genome editing technique for streptomycetes, we explored the combinatorial biosynthesis potential of the auroramycin biosynthetic gene cluster in Streptomyces roseoporous. Auroramycin is a potent anti-MRSA polyene macrolactam. In addition, it also displays antifungal activities, which is unique among structurally similar polyene macrolactams, such as incednine and silvalactam. In this work, we employed different engineering strategies to target glycosylation and acylation biosynthetic machineries within its recently elucidated biosynthetic pathway. Six auroramycin analogs with variations in C-, N- methylation, hydroxylation and extender units incorporation were produced and characterized. By comparing the bioactivity profiles of these analogs, we determined that unique disaccharide motif of auroramycin is essential for its antimicrobial bioactivity. We further demonstrated that C-methylation of the 3, 5-epi-lemonose unit, which is unique among structurally similar polyene macrolactams, is key to its antifungal activity.

Low recycling rates have resulted in the alarming rate of accumulation of a widely used plastic material, polyethylene terephthalate (PET). With the build-up of plastics in our environment, there is an urgent need to source for more sustainable solutions to process them. Biological methods such as enzyme-catalyzed PET recycling or bioprocessing are seen as a potential solution to this problem. Actinobacteria, known for producing enzymes involved in the degradation of complex organic molecules, are of particular interest due to their potential to produce PET degrading enzymes. The highly thermostable enzyme, leaf-branch compost cutinase (LCC) found in Actinobacteria is one such example. This work expands on the discovery and characterization of new PET degrading enzymes from Microbispora, Nonomuraea, and Micromonospora genus. Within this genus, we analyzed enzymes from the polyesterase-lipase-cutinase family, which have ~60% similarity to LCC, where one of the enzymes was found to be capable of breaking down PET and BHET at 45-50 °C. Moreover, we were able to enhance the enzyme's depolymerization rate through further engineering, resulting in a two-fold increase in activity.

Abstract In recent years, CRISPR-Cas toolboxes for Streptomyces editing have rapidly accelerated natural product discovery and engineering. However, Cas efficiencies are also oftentimes strain dependent, subsequently a variety of Cas proteins would allow for flexibility and enable genetic manipulation within a wider range of Streptomyces strains. In this work, we have further expanded the Cas toolbox by presenting the first example of Cas12j mediated editing in Streptomyces sp. A34053. In our study, we have also observed significantly improved editing efficiencies with Acidaminococcus sp . Cas12j compared to Cas12a, Francisella tularensis subsp. novicida U112’s type V-A Cas (FnCpf1).

Compared to traditional synthetic chemical processes, biocatalysts offer a more sustainable and eco-friendly approach to producing complex molecules. In particular, whole-cell biocatalysts boast numerous advantages, including scalable, self-containing co-factor recycling systems, the use of cost-effective raw materials, and reduced purification costs. However, challenges arise when working with microbial consortia for biotransformation cascades. Our encapsulation strategy addresses these challenges by controlling microbial cell populations through physical constraints, offering a promising approach in biomanufacturing. In this work, we describe the immobilization of cells in a hyper-porous hydrogel block, which provides ample nutrient access while simplifying media changes. We encapsulated E. coli cells in a hydrogel matrix with suitable mechanical properties, effectively limiting their proliferation while sustaining recombinant GFP production. Furthermore, we successfully maintained different microbial strains spatially in a single porous hydrogel block for at least 10 days, demonstrating the potential of this method for achieving stable co-culture. Finally, we demonstrated the application of immobilized E. coli for co-culture fermentation. The immobilization of E. coli heterologously expressing RadH halogenase significantly improved the efficiency of genistein halogenation in a co-culture with genistein-producing Streptomyces compared to its non-immobilized counterpart.