利用甲基营养型工业微生物，能够从一碳原料生产多种产品。天然甲基营养型微生物能够同化甲醇积累菌体，并有效合成乙酸等少数产物，然而由于缺少遗传改造工具、细胞代谢网络不清晰，人们难以拓展其有限的产物谱，限制了此类微生物的广泛应用。改造工业微生物以同化甲醇，进行甲醇高效生物转化，近年来成为了一个研究重点。
解脂耶氏酵母是一种重要的非常规酵母底盘，经遗传改造，能够转化多种碳源底物，以微生物发酵的最高产量水平，合成油脂类化合物以及多种功能营养化学品。中国科学院天津工业生物技术研究所/国家合成生物技术创新中心印遇龙院士大师工作室王国坤研究团队与丹麦科技大学Irina Borodina研究团队合作，系统探索了合成甲基营养型解脂耶氏酵母的再造。
研究团队通过表达杂合的RuMP和XuMP途径基因，敲除内源甲醛脱氢酶，强化Ru5P前体再生，并采取自适应实验室进化策略，将解脂耶氏酵母同化甲醇的效率从0显著提高至1.1 g/L，首次获得了能够利用甲醇为唯一碳源维持细胞活动的解脂耶氏酵母菌株。团队对改造菌和进化菌株进行转录组分析，发现甲醇同化途径与Ru5P再生途径基因的协同表达变化，以及甲酸脱氢酶和丝氨酸途径基因的大幅上调表达，对加强甲醇同化代谢至关重要。该研究系统探索了解脂耶氏酵母同化甲醇的应用，为创建合成甲基营养型酵母细胞工厂，进而实现一碳生物高效生物转化打下基础。
该研究工作得到天津市合成生物技术创新能力提升行动等项目的支持，相关研究结果发表在ACS Synthetic Biology期刊上。中国科学院天津工业生物技术研究所/国家合成生物技术创新中心副研究员王国坤是该论文的第一作者和共同通讯作者，丹麦科技大学教授Irina Borodina是论文的共同通讯作者。
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系统改造解脂耶氏酵母同化甲醇，为碳中和发展打下基础