合成生物技术驱动天然的真核油脂细胞工厂开发

摘要

油脂是重要的工业原料,也是人类生存的三大营养素之一。为避免因国际环境变化导致外部资源进口遭到封锁,我国亟需建设、补充和完善油脂供给的新方式。以丰富、廉价的生物质原料替代化石原料生产食用油脂和功能性油脂,在保障国家能源安全、粮食安全方面意义重大。细菌、酵母、霉菌、微藻等多种微生物具有利用葡萄糖、木质纤维素、淀粉、甘油甚至一碳化合物等原料合成脂肪酸的能力。由于微生物,特别是产油真菌相比产油植物和动物具有生产周期短、易于大规模生产、占地少、受天气影响小、原料来源丰富等优势,近年来备受学术界和产业界重视。然而,如何获取生产效率高且鲁棒性强的微生物油脂细胞工厂,仍然面临着使能工具有限、油脂产量不高、油脂组分难以控制等诸多挑战。近年来,合成生物学技术的发展为本领域的研究提供了新的资源、工具和思路。使得产油微生物研究在遗传操作工具创制、代谢途径改造以及高附加值产品开发等方面不断获得突破。本文聚焦于真核油脂细胞工厂的开发,从天然产油底盘菌株的基因元件、遗传转化方法、基因编辑工具的开发,油脂细胞工厂代谢途径的重构/调试以及向高附加值脂质化学品方向的升级等方面,系统总结了合成生物技术驱动油脂细胞工厂开发的研究进展,可为后续研究提供借鉴。