近日，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所人工淀粉研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一條以乙酸為原料的低碳酵母細(xì)胞淀粉合成路線，實(shí)現(xiàn)了淀粉的低碳微生物高效合成，相關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。
據(jù)介紹，淀粉作為主要的碳水化合物，是重要的食物原料，同時(shí)也是重要的工業(yè)原料。研究人員通過優(yōu)化異源淀粉合成途徑的表達(dá)強(qiáng)度、精確調(diào)控糖異生途徑及淀粉分解代謝通路，并結(jié)合形態(tài)工程擴(kuò)大胞內(nèi)淀粉儲存空間等工程化策略，系統(tǒng)解決了酵母天然代謝網(wǎng)絡(luò)淀粉合成能力不足的瓶頸，以電還原二氧化碳合成的乙酸為原料，淀粉含量達(dá)到細(xì)胞干重的47.18%，時(shí)空生產(chǎn)效率達(dá)243.7克/平方米/天，生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)到160.9毫克/升/時(shí)，比其他微生物高一個(gè)數(shù)量級。
該研究成果系統(tǒng)揭示了重塑細(xì)胞資源分配網(wǎng)絡(luò)支撐高水平淀粉合成的新機(jī)制，并通過代謝調(diào)控與路徑優(yōu)化相結(jié)合的菌株工程，成功實(shí)現(xiàn)了人工微籽粒酵母細(xì)胞中的淀粉組成及淀粉—蛋白比例調(diào)控，展示了應(yīng)用工程生物技術(shù)按需定制功能營養(yǎng)原料組成、創(chuàng)制理想食品和飼料的巨大潛力。
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