中国科学家设计并构建了一个稳定的、自我调节的微生物共培养系统

资料来源：科学技术部2022-05-05 11:13

随着合成生物学的发展，微生物共培养成为一种新的化学生物合成方法。

合成生物学(Synthetic biology)最初是由Hobom B .于1980年提出来描述基因重组技术的，2000年随着分子的发展，由E. Kool在美国化学年会上重新提出。2003年在国际上定义为基于基因工程和系统生物学的工程方法，从基因片段、基因和通路到人工设计和合成细胞的人工生物系统的研究。与现代集成建筑工程类似，工程原理和方法应用于基因工程和其他生物技术领域，合成生物学、计算生物学和化学生物学共同构成了方法论基础。

随着合成生物学的发展，微生物共培养成为一种新的化学生物合成方法。微生物共培养技术的应用不仅可以减轻代谢负担，实现复杂化合物的合成，还可以充分发挥不同物种的优势和能力，利用劣质生物质提高目标产物的经济性。

近日，北京化工大学研究团队在《Nature Communications》杂志上发表了一篇题为《化学合成用稳定自调节微生物菌群的设计》的研究论文。本研究在大肠杆菌同源共培养体系中，选择能量代谢和氨基酸合成代谢两个关键细胞功能，通过多代谢物交叉补料进行调控，菌株间建立了密切的多代谢物互惠关系。成功构建了稳定性良好、目标化合物产量稳定的共培养体系。在共培养体系中引入代谢物响应型生物传感器，可以提高共培养体系的可调性，实现菌群比例的自我调节，进而提高目标化合物的产量。此外，将上述研究策略应用于三个菌株的共培养体系，实现了更复杂结构化合物的从头合成。

综上所述，本研究通过合成生物学技术建立了稳定的、自我调控的微生物共培养体系，探索了细胞群间物质交换的规律，为研究天然微生物菌群的复杂物质和信息交换提供了人工模型，为复杂化学物质的高效合成和工业放大提供了技术平台。

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