中國農業(yè)科學院生物技術研究所微生物智能設計與合成創(chuàng)新團隊聯(lián)合國內外研究機構開發(fā)出一種在真菌中實現(xiàn)多順反子表達的系統(tǒng)，提升了真核細胞工廠合成工農業(yè)高價值化學品的原創(chuàng)設計能力。近日，相關研究成果發(fā)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(yè)化學品和生物燃料，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(jié)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(zhàn)，科研人員開發(fā)了真菌多順反子表達系統(tǒng)。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(tǒng)，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(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(fā)計劃、國家自然科學基金、中國農業(yè)科學院農業(yè)科技創(chuàng)新工程等項目資助。（通訊員：崔艷）