2月23日，國際學術期刊Metabolic Engineering 在線發表了中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所姜衛紅研究組題為Improving the performance of solventogenic clostridia by reinforcing the biotin synthetic pathway 的研究論文。該工作揭示了細胞內生物素合成水平對于提升產溶劑梭菌發酵性能的重要性，并通過途徑改造實現了菌株對該營養因子的自給，顯著提高了溶劑的合成能力。

　　產溶劑梭菌（Solventogenic clostridia）是一類革蘭氏陽性、厭氧細菌。其底物譜寬泛，能夠利用糖質原料、秸稈類木質纖維原料乃至一碳氣體（CO，CO2），且產物種類豐富，可天然合成多種大宗化學品及燃料。作為重要的工業微生物，產物合成效率和產量是產溶劑梭菌重要的經濟性指標。

　　姜衛紅研究組的博士研究生楊云鵬和研究員顧陽在前期產溶劑梭菌代謝調控的研究中，發現了多效調控蛋白CcpA在改善細胞性能中的“正功效”。進一步的比較轉錄組分析表明，生物素合成途徑是其重要的作用靶點，直接影響了菌體的生長速率和產物合成能力。隨后，通過對功能元件的預測和鑒定、分子改造及途徑重構，有效地提高了菌體的生物素合成水平，實現了該關鍵營養物的自給。最終，工程菌的細胞內生物素濃度達到原始菌株的1.6倍，產物合成效率和產量均增加30%以上。此外，將該策略運用到組合代謝工程中，進一步提升了工程菌對五、六碳糖的共利用能力。上述工作為改良產溶劑梭菌提供了新思路。

　　該項工作得到了國家科技部“863”項目、國家自然科學基金委的支持。

通過生物素合成途徑優化提高產溶劑梭菌發酵性能