利用甲基營養型工業微生物，可從一碳原料生產多種產品。天然甲基營養型微生物能夠同化甲醇積累菌體，並有效合成乙酸等少數產物，而由於缺少遺傳改造工具、細胞代謝網路不清晰，人們難以拓展其有限的產物譜，限制了此類微生物的廣泛應用。近年來，改造工業微生物以同化甲醇，進行甲醇高效生物轉化，成為研究重點。
解脂耶氏酵母是一種重要的非常規酵母底盤，經遺傳改造，能夠轉化多種碳源底物，以微生物發酵的最高產量水平，合成油脂類化合物以及多種功能營養化學品。中國科學院天津工業生物技術研究所/國家合成生物技術創新中心印遇龍大師工作室王國坤研究團隊與丹麥科技大學Irina Borodina研究團隊合作，系統探索了合成甲基營養型解脂耶氏酵母的再造。
科研團隊透過表達雜合的RuMP和XuMP途徑基因，敲除內源甲醛脫氫酶，強化Ru5P前體再生，並採取自適應實驗室進化策略，將解脂耶氏酵母同化甲醇的效率從0顯著提高至1.1 g/L，首次獲得了能夠利用甲醇為唯一碳源維持細胞活動的解脂耶氏酵母菌株。研究對改造菌和進化菌株進行轉錄組分析發現，甲醇同化途徑與Ru5P再生途徑基因的協同表達變化，以及甲酸脫氫酶和絲氨酸途徑基因的大幅上調錶達，對加強甲醇同化代謝至關重要。該研究剖析瞭解脂耶氏酵母同化甲醇的應用，為建立合成甲基營養型酵母細胞工廠，進而實現一碳生物高效生物轉化奠定基礎。
相關研究成果發表在ACS Synthetic Biology上。研究工作得到天津市合成生物技術創新能力提升行動等的支援。
天津工生所等在改造解脂耶氏酵母一碳代謝研究中獲進展
來源：中國科學院天津工業生物技術研究所
