摘要：微生物细胞工厂是合成生物学的重要研究方向之一.本文以微生物细胞工厂的产业应用为需求牵引,从物质代谢和能量代谢两方面系统阐述了细胞工厂的合成代谢调控机制,为高效细胞工厂创建奠定了理论基础.本团队在物质代谢方面,建立了新酶元件挖掘技术平台,完成了一系列三萜化合物的合成途径解析;开发了染色体多基因文库调控、糖基化酶碱基编辑器(glycosylase base editor, GBE)等途径精准调控使能技术,完成一系列化学品合成途径限速步骤的鉴定,解决了元件与合成途径的适配问题.在能量代谢方面,设计创建了4种葡萄糖新型能量代谢模式,解决了合成途径还原力供给与需求不平衡的问题.在此基础上,创建出一系列微生物细胞工厂, 14个化学品完成技术转让,其中4个化学品实现万吨级产业化,支撑一家企业在科创板上市,推动了微生物细胞工厂的产业应用.最后,对未来微生物细胞工厂的研究进行了展望.

摘要：甾醇是一类广泛存在于生物体内的环戊烷骈多氢菲衍生物,其不仅是细胞膜的重要组成成分,还具有重要的生理和药理活性。随着合成生物学和代谢工程技术的发展,近些年来应用酵母细胞异源合成甾醇的研究不断深入。但由于甾醇是疏水性大分子,倾向于积累在酵母的膜结构中而引发细胞毒性,一定程度上限制了甾醇产量的进一步提升。因此,揭示酵母中甾醇转运机制,特别是与甾醇转运相关的转运蛋白的工作原理,有助于设计新的策略,解除酵母细胞工厂中的甾醇积累毒性、实现甾醇增产。酵母中甾醇转运主要通过蛋白质介导的非囊泡运输机制来完成,本文归纳了酵母中已报道的5类甾醇转运相关蛋白,即OSBP/ORPs家族蛋白、LAM家族蛋白、NPC样甾醇转运蛋白、ABC转运家族蛋白和CAP超家族蛋白,汇总了这些蛋白对细胞内甾醇梯度分布和稳态维持所起的重要作用。此外,本文还综述了甾醇转运蛋白在酵母细胞工厂中的应用现状。