运动发酵单胞菌底盘细胞研究现状及展望

摘要

运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)是目前已知唯一能够在厌氧条件下利用Entner-Doudoroff(ED)途径代谢葡萄糖、果糖和蔗糖产乙醇的革兰氏阴性细菌,具有乙醇发酵速率高和对糖表观收率高、乙醇耐受性好及生物安全(generally regarded as safe,GRAS)等特点。基于合成生物学方法和代谢工程改造,可以作为纤维素乙醇及其他生物基产品生物炼制的细胞工厂。本文综述了运动发酵单胞菌独特的生理特点及其作为细胞工厂在不同领域的应用,重点介绍了构建运动发酵单胞菌作为底盘细胞,实现工业产品规模化经济生产涉及的系统生物学、合成生物学及代谢工程改造相关方法、技术与工具等方面的进展及瓶颈。同时探讨了持续开发、完善、应用高效精准的基因编辑技术、代谢途径精准时空调控方法及高通量自动筛选检测手段,在运动发酵单胞菌基因组精简优化以及生物固碳与固氮等方面取得的突破,推动合成生物学理论研究和实践应用的发展。