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用酵母菌酿制高价值化学物质
来源:中国科学报 发布时间:2018-11-23

   据新的研究报告,一种新型的可基因编程的酵母菌株能从简单、可再生性碳来源生物制造高价值的化学物质;该酵母菌株的动力来自可采光的纳米颗粒。

  该半导体—微生物杂合体克服了生物无机系统的基本限制,为将来的生物混合体微生物设计奠定了基础;这些微生物可高效性地适用于更加复杂和功能性更强的生物制造过程。诸如细菌或真菌类微生物常被用于工业性生物制造,这主要是基于其通过基因微调代谢过程而具有的快速增殖及将碳源转变为各种不同其他类化学物质的能力。生物混合系统为生产高价值化学物质提供了一种颇具前景的方法;该系统将无机系统的采光能力与活细胞的生物合成能力结合在一起。现有的微生物混合系统是有限的,它们主要基于自养性细菌,后者在与更灵活的异养性微生物相比时,一般会局限于生成范围有限的简单化学产物。

  与自养性细菌不同(自养性细菌通过太阳等无机来源获取能量),异养性细菌需要以碳为基础的有机来源的“燃料”(如糖)来再生细胞的NADPH;NADPH是一种驱动代谢过程的辅酶。这一条件一直是研发有效细胞—工厂的一个持续存在的挑战。

  Junling Guo和同事介绍了一种高度模块化的基于发面酵母(S. cerevisiae,面包酵母)的生物无机混合平台。除了能发面和酿造啤酒,S. cerevisiae还是一个被广泛用于生物制造的酵母菌种。在本研究中,研究人员研制了一种基于改良的酵母菌株,它被覆了无机性的纳米颗粒半导体。该生物无机酵母系统可采集来自光的能量,而这些光是由光敏纳米颗粒吸收的,它被转移至活细胞并被用来再生生物合成反应所需的NADPH。

  相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aat9777


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