摘要：微生物发酵是一种经济高效、可持续的生产方式,可替代植物种植和化学合成来生产多种植物来源的药物。苄基异喹啉类生物碱作为植物来源生物碱的典型代表,具有多种重要的生理活性,已成为极具吸引力的微生物合成研究的靶标分子。随着该类生物碱天然生物合成途径逐渐被阐明以及多种酶学元件的发现,使得通过大肠杆菌和酿酒酵母等微生物宿主合成苄基异喹啉类生物碱的研究取得了重大进展。本综述着重介绍了这些进展中的突破性成果,包括苄基异喹啉类生物碱微生物合成过程中瓶颈反应的突破以及合成途径中相关酶的催化特性对代谢流的影响等,指出了微生物生产苄基异喹啉类生物碱走向工业化应用所面临的挑战,以及酶工程和新人工微生物合成途径的设计开发对克服这些挑战的重要性。

摘要：合成生物学是汇聚了工程学和生物学的新兴交叉学科,近年来逐步在植物研究领域中显现其重要作用。利用合成生物学技术不仅可以对作物的产量及营养品质性状进行精准的改良和优化,还有望将植物改造成高价值的植物天然产物生产工厂满足人们更多的需求。本文从DNA合成与组装、植物基因编辑技术、核和质体遗传转化体系以及染色体工程等方面介绍了在植物中广泛应用的合成生物学技术。阐述了利用合成生物学开展多样化生物传感器设计、作物产量优化、营养品质强化、植物天然产物与蛋白高效合成等方面的最新研究进展。最后讨论了目前植物合成生物学所面临的问题以及今后的发展趋势。相信经过新一轮的快速发展,植物合成生物学将在未来农作物育种中发挥越来越重要的作用。

摘要：本研究旨在探究敲除阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)代谢通路上乙醇脱氢酶基因对乙偶姻代谢合成的影响,进一步提高乙偶姻产量。实验基于*** SDM中的乙醇脱氢酶adh基因序列设计特异性引物,并构建adh基因自杀质粒pKR6K-∆adh。利用热激法将自杀质粒转入***∆budCldh,成功得到多基因缺失菌株***∆budC-ldh-adh,并进行发酵性能测试。研究结果显示,与出发菌株相比,新构建的重组菌株在敲除了负责乙醇合成的关键酶乙醇脱氢酶adh基因后,其乙偶姻的生产强度提高了20.6%,产量提高了22.6%,同时乙醇产量提高了92.8%。此外,由于通过基因改造阻断了多条分支代谢路径,流向丁二酸代谢路径的碳通量明显变多,丁二酸产量提高101.3%。本研究成果不仅为构建高效乙偶姻生产菌株提供了有价值的参考,也为乙偶姻的大规模工业生产奠定了基础。

摘要：代谢工程是利用分子生物学原理系统分析代谢途径,设计合理的遗传修饰策略从而优化细胞的生物学特性。本文对代谢工程及其在氨基酸生产上的应用进行了简单的回顾,比较了苯丙氨酸的几种合成途径,重点综述了苯丙氨酸生物合成的代谢途径、相关酶及其调控方式、代谢流和转运系统的分析研究,并对苯丙氨酸生产策略的优化及未来发展进行了展望。

摘要：旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除酿酒酵母甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2),探究其对2,3-丁二醇产量的影响。根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)W5甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2)设计供体片段及gRNA片段,将gRNA片段与可表达Cas9蛋白的敲除载体相连,之后将重组质粒及供体DNA片段转化到*** W5细胞中,根据表型筛选及PCR验证获得gpd2基因缺失菌株。结果表明目的基因gpd2敲除成功,基因缺失菌株与原始菌株经发酵实验相比,甘油产量下降22.01%,乙醇产量提高24.65%,2,3-丁二醇产量下降10.60%。gpd2基因的敲除并没有提高2,3-丁二醇的产量,原因可能是逐渐积累的NADH会优先被细胞内大量的乙醇脱氢酶所氧化,作用于乙醇的产生,而不是优先作用于2,3-丁二醇的合成。本实验构建了适用于酿酒酵母的基因敲除系统,该系统对进一步探究酿酒酵母其他代谢产物与2,3-丁二醇合成之间的关系具有实际的借鉴意义。

摘要：L-丙氨酸作为一种天然氨基酸,被广泛应用于食品、医药和个人护理等领域。目前,L-丙氨酸的生产主要依赖于可再生碳源的经济、绿色且可持续的微生物发酵。为提高L-丙氨酸的发酵产量,现有研究尝试了多种代谢工程策略,为降低L-丙氨酸的生产成本提供了有效途径与借鉴。基于此,文章主要对高产L-丙氨酸菌株的代谢工程改造策略和发酵关键技术进行综述,以期为后续高产L-丙氨酸微生物细胞工厂的构建提供参考。

摘要：该研究采用合成生物学的理念和方法,结合代谢工程的手段,理性设计、构建、优化了埃博霉素在天蓝色链霉菌和紫杉醇、达玛烯二醇在酵母中的异源合成模块。在该研究中,建立了高通量萜类合成途径分析平台。通过基因替换、蛋白表达水平微调控对大肠杆菌MEP途径进行改造,从而构建适合IPP和DMAPP生产的底盘细胞。今年主要的工作为构建大片段DNA合成与组装技术平台,完成了体外全合成全长的简适线粒体DNA分子并完成了测序鉴定。分析了细胞代谢与线粒体形态的变化规律,为日后开展简适线粒体DNA导入后细胞代谢变化分析提供了技术基础。

摘要：7月1日至2日,第三届合成生物学青年学者论坛在沪举行,40余位来自世界各地的合成生物学领域知名青年学者围绕合成生物学的最新前沿热点议题,如基因组合成与编辑、元件与底盘设计、线路设计和动态调控、代谢工程、基于基因和细胞的疾病治疗、环境修复、新技术与理论、生物安全与伦理等进行了研讨与交流。