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新发现有望开发工程酵母生产异丁醇

来源: 发布日期:2018-11-12

  一种名为pulcherrimin的红色素由几种野生酵母菌株自然产生。由于异丁醇合成的早期步骤与制备pulcherrimin的步骤相同,研究人员希望通过pulcherrimin合成过程来改善异丁醇的产量。2018年10月8日PNAS报道,美国威斯康星大学和大湖生物能源研究中心(Great Lakes Bioenergy Research Center ,GLBRC)的研究者描述了酵母用来制造pulcherrimin的遗传机制,该研究是利用合成途径大规模生产生物燃料异丁醇的关键一步。 
  在正常情况下,酵母不会产生大量异丁醇。因此,研究者希望在pulcherrimin合成路径中添加更多的碳,使工程酵母合成异丁醇而不是pulcherrimin。然而,研究者对pulcherrimin知之甚少,该分子的有限研究主要集中在其化学和抗菌特性上,对于酵母是如何制造pulcherrimin并不为人知。。  
  研究人员使用跨越90种酵母物种的比较基因组学来鉴定参与pulcherrimin生产的基因。他们发现了一组四个基因,将其命名为PUL1-4,它们似乎起着互补作用。通过广泛的遗传表征,他们确定PUL1和PUL2是制造分子所必需的,而PUL3和PUL4似乎有助于酵母转运并调节其产生。而PUL3和PUL4也存在于其他不产生pulcherrimin的酵母中,担任其他功能。 
  通过更好地了解pulcherrimin生产过程,研究人员现在准备尝试调整酵母的生产过程转而生产异丁醇。这项工作还展示了研究多样化的基因组能够带来新发现和新的生物学见解,有时候只关注单一生物体可能让我们对复杂的生物过程产生片面的理解。 
  吴晓燕 编译自https://phys.org/news/2018-11-red-hued-yeasts-clues-biofuels.html 
  原文链接:http://www.pnas.org/content/115/43/11030 
原文标题:Functional and evolutionary characterization of a secondary metabolite gene cluster in budding yeasts

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