ACS合成生物:转化解脂耶氏菌的碳代谢研究进展

来源：天津工业职业技术学院2022年1月6日22:12

利用甲基营养工业微生物，一种碳原料可以生产多种产品。天然的甲基营养微生物可以同化甲醇并积累细菌，有效合成醋酸等少数产物。但由于缺乏基因改造工具，细胞代谢网络不清晰，人们难以扩大其有限的产品谱，限制了这类微生物的广泛应用。近年来，转化工业微生物同化甲醇，进行甲醇的高效生物转化成为研究热点。解脂耶尔森菌是一种重要的非常规酵母底盘，可以通过基因改造转化各种碳源。

利用甲基营养工业微生物，一种碳原料可以生产多种产品。天然的甲基营养微生物可以同化甲醇并积累细菌，有效合成醋酸等少数产物。然而，由于缺乏转化工具，细胞代谢网络不清晰，人们很难扩大其有限的产品范围，限制了这类微生物的广泛应用。近年来，转化工业微生物同化甲醇，进行甲醇的高效生物转化成为研究热点。

解脂耶尔森菌是一种重要的非常规酵母底盘。转化后可转化多种碳源底物，以微生物发酵的最高产量水平合成油类化合物和多种功能营养化学物质。中国科学院天津研究所/国家合成生物技术创新中心宇龙大师工作室的研究团队王国坤与丹麦科技大学的研究团队Irina Borodina合作，对合成甲基营养脂解耶尔森菌的重建进行了系统探索。

研究团队通过表达杂合的RuMP和XuMP途径基因，敲除内源性甲醛脱氢酶，加强Ru5P前体的再生，采用适应性实验室进化策略，使解脂耶氏菌的甲醇同化效率从0提高到1.1 g/L，首次获得了能够以甲醇为唯一碳源维持细胞活性的解脂耶氏菌菌株。对修饰和进化菌株的转录组分析表明，甲醇同化途径和Ru5P再生途径基因的共表达变化，以及甲酸脱氢酶和丝氨酸途径基因的上调对加强甲醇同化和代谢非常重要。本研究分析和了解了解脂耶氏菌同化甲醇的应用，为建立合成甲基营养细胞的植物，实现高效的一碳生物转化奠定了基础。

相关研究成果发表在《ACS合成生物学》上。该研究工作得到天津市合成生物技术创新能力提升行动的支持。(100yiyao.com)

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