央廣網(wǎng)深圳5月25日消息(記者黃倩 通訊員姜天海)2017年3月,國(guó)際權(quán)威期刊《科學(xué)》(Science)以封面形式報(bào)道了我國(guó)科學(xué)家參與的釀酒酵母基因組合成計(jì)劃(Sc2.0)的里程碑式進(jìn)展。短短一年后,國(guó)際知名雜志《自然·通訊》(Nature Communications)于近日以專刊形式七篇齊發(fā),聚焦中英美德四國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在合成酵母菌株應(yīng)用的重大突破。其中,中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院戴俊彪課題組和英國(guó)曼徹斯特大學(xué)蔡毅之課題組合作發(fā)表兩篇論文,解決了將合成酵母菌株應(yīng)用于工業(yè)生物技術(shù)的多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。
通過對(duì)基因組序列的從頭設(shè)計(jì)與合成,Sc2.0的研究者們?cè)诤铣山湍钢谐晒χ踩肓丝蓪?duì)染色體進(jìn)行隨機(jī)重排,在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)基因組快速進(jìn)化的“超能力”(SCRaMbLE)。本研究在SCRaMbLE的基礎(chǔ)上,開發(fā)了一套“快速、高效和普適的”方法,在需要的時(shí)候人為誘導(dǎo)合成酵母內(nèi)基因組重排,產(chǎn)生序列的隨機(jī)刪除、重復(fù)、顛倒等過程,徹底打亂原有基因組,在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)基因組序列由“1”到“N”的變化,獲得具有重要工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的菌株。
Sc2.0計(jì)劃主要參與人之一戴俊彪表示,“我們基于合成的酵母菌株,開發(fā)了一系列的技術(shù)體系用于外源代謝途徑優(yōu)化、底盤細(xì)胞適配以及菌株耐受性提升等,全面提升了目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量。這幾項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合有望為合成酵母菌株的工業(yè)應(yīng)用插上騰飛的雙翼,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益!
據(jù)介紹,釀酒酵母是目前工業(yè)生產(chǎn)中使用最為廣泛的一種微生物,在酶、食品、藥品、商用化學(xué)品以及能源領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用。在現(xiàn)階段,針對(duì)某一目標(biāo)產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)外源代謝途徑和底盤細(xì)胞的最優(yōu)化和相互適配的過程極其復(fù)雜,往往需要大量的時(shí)間和研發(fā)投入才可能獲得具有產(chǎn)業(yè)化價(jià)值的產(chǎn)量,F(xiàn)在,團(tuán)隊(duì)利用合成酵母的這一“超能力”可為這一問題提供更為直接簡(jiǎn)便的解決方案。未來通過與代謝工程結(jié)合,該技術(shù)將可以加速高附加值化學(xué)品、天然產(chǎn)物、抗生素等的微生物發(fā)酵生產(chǎn)過程,為人類造福。