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【创新在大工】生物工程学院科研团队在微藻脂质代谢调控与合成生物学领域再出成果

2024-04-10

近日,生物工程学院智能生物制造教育部重点实验室海洋生物技术课题组孔凡涛副教授受邀在生物工程领域国际权威Top期刊《生物技术的当前观点》Current Opinion in Biotechnology发表题为“微藻脂质代谢机制及其提高油脂含量的研究进展”(Advances in algal lipid metabolism and their use toimprove oil content)的综述文章。我校生物工程学院为第一单位和唯一通讯单位。孔凡涛为唯一通讯和第一作者,在读硕士研究生刘珂清、艾克斯—马赛大学/法国原子能与新能源研究所Yonghua Li-Beisson教授团队成员参与该论文撰写。

微藻的光合作用效率高、能合成富含能量的储存脂质(即油脂)、具有大规模种植、不与农作物争夺耕地和淡水等优势,广泛应用于食品及保健品、生物柴油等领域。同时,在全球碳循环中发挥着重要作用,在助力“碳中和”等应用方面具有巨大潜力。

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该论文在对微藻脂质代谢调控机制及目前利用合成生物学技术提高油脂含量中的应用最新研究进展进行阐述的基础上,提出了利用基因工程等分子生物学工具调控衣藻的脂质代谢的主要技术手段,包括增强油脂的生物合成关键酶的表达;增加前体物质乙酰辅酶A供应;调控转录因子的表达;阻断竞争通路;减少脂质降解途径等。

同时,系统性地介绍了目前在合成生物学领域面临的挑战、可能的解决策略以及未来的发展前景,尤其是提高细胞含油量面临的主要问题进行分析:(1)只有少数微藻物种可以被遗传转化,目前大多数工作都集中在少数模式物种;(2)基因组编辑技术的效率有待提高,需要开发新的遗传工具,以实现转基因表达的精准调控;(3)微藻培养放大过程中的稳定性问题;(4)生产率是细胞生长和油脂含量的综合结果。并提出,对细胞分裂周期、细胞生理和代谢的全局调控是可持续和低成本地进行微藻脂质生物燃料生产的关键。本文为以光合自养微生物为底盘,通过合成生物学等技术构建光可控“细胞工厂”,实现目标产物的高效合成与有效积累,有效地提供了新策略和新途径。

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本研究受到了国家自然科学基金、辽宁省自然科学面上基金、大工引进海外人才专项、中央高校基本科研业务费等经费的支持。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.copbio.2024.103130

来源:生物工程学院
编辑:王一婷 常思萌
审核:王增强

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