中國農業科學院生物技術研究所微生物智能設計與合成創新團隊聯合國內外研究機構開發出一種在真菌中實現多順反子表達的系統，提升了真核細胞工廠合成工農業高價值化學品的原創設計能力。近日，相關研究成果發表在《自然通訊（Nature Communications）》上。
合成生物學能夠重新編程細胞，構建細胞工廠，高效生產臨床和農用藥物、工業化學品和生物燃料，減少對環境的壓力，并有助于向可持續的循環經濟過渡。在真核生物中，外源基因的轉入需要選用特異的調節因子、啟動子和終止子等轉錄表達元件，對代謝物生物合成途徑的重構步驟較為繁復，并且不易預測和控制轉入基因的表達。
為應對這種挑戰，科研人員開發了真菌多順反子表達系統。無需使用外源啟動子及調控元件，通過選擇已表征的宿主內源“驅動”基因，可預知轉入合成途徑的每個基因的表達水平，進而可以在真菌中自動化重構代謝物生物合成途徑。利用該系統，在釀酒酵母中精確表達了羅漢果醇生物合成途徑的13個基因，實現了高價值化合物的高效合成。目前，該系統已申請國際專利，并在玉米和果蠅等高等真核生物中進行了驗證，在動植物生物育種中具有良好的應用前景。
該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國農業科學院農業科技創新工程等項目資助。（通訊員：崔艷）
論文鏈接：10.1038/s41467-023-40027-0
