中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所微生物智能設(shè)計與合成創(chuàng)新團(tuán)隊聯(lián)合國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)開發(fā)出一種在真菌中實(shí)現(xiàn)多順反子表達(dá)的系統(tǒng)，提升了真核細(xì)胞工廠合成工農(nóng)業(yè)高價值化學(xué)品的原創(chuàng)設(shè)計能力。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然通訊（Nature Communications）》上。
合成生物學(xué)能夠重新編程細(xì)胞，構(gòu)建細(xì)胞工廠，高效生產(chǎn)臨床和農(nóng)用藥物、工業(yè)化學(xué)品和生物燃料，減少對環(huán)境的壓力，并有助于向可持續(xù)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)過渡。在真核生物中，外源基因的轉(zhuǎn)入需要選用特異的調(diào)節(jié)因子、啟動子和終止子等轉(zhuǎn)錄表達(dá)元件，對代謝物生物合成途徑的重構(gòu)步驟較為繁復(fù)，并且不易預(yù)測和控制轉(zhuǎn)入基因的表達(dá)。
為應(yīng)對這種挑戰(zhàn)，科研人員開發(fā)了真菌多順反子表達(dá)系統(tǒng)。無需使用外源啟動子及調(diào)控元件，通過選擇已表征的宿主內(nèi)源“驅(qū)動”基因，可預(yù)知轉(zhuǎn)入合成途徑的每個基因的表達(dá)水平，進(jìn)而可以在真菌中自動化重構(gòu)代謝物生物合成途徑。利用該系統(tǒng)，在釀酒酵母中精確表達(dá)了羅漢果醇生物合成途徑的13個基因，實(shí)現(xiàn)了高價值化合物的高效合成。目前，該系統(tǒng)已申請國際專利，并在玉米和果蠅等高等真核生物中進(jìn)行了驗證，在動植物生物育種中具有良好的應(yīng)用前景。
該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程等項目資助。（通訊員：崔艷）
論文鏈接：10.1038/s41467-023-40027-0
