我院微生物代谢工程与高效利用团队在在生物技术TOP期刊发表重要研究成果

发布者:董晓彤发布时间:2023-08-28浏览次数:198











近日,我院微生物代谢工程与高效利用团队在生物技术TOP期刊Biotechnology advancesIF 16.0)杂志上发表题为“Metabolic engineering and synthetic biology strategies for producing high-value natural pigments in microalgae的论文。滨州医学院为该文章第一署名单位和唯一通讯作者单位,2021级研究生曹凯(联合培养)、崔玉琳副教授和我校兼职教授孙凤杰为共同一作,高政权教授与孟春晓教授为通讯作者。

微藻是地球上主要初级生产力,它们不仅能够通过光合作用大量吸收CO2增加碳汇,而且是地球生态系统中90%的氧气制造者;除此以外微藻还能大量合成在医药,食品、化妆品、水产养殖、化工领域广泛使用的活性物质。各种高附加值的天然色素就是其中典型代表,包括600多种类胡萝卜素、藻胆素和叶绿素等。然而,除叶绿素外,大部分高附加值天然色素是微藻次生代谢产物,常规条件下产量很低,无法满足商业化生产。利用代谢工程和合成生物策略来理性设计微藻细胞工厂是攻克上述瓶颈的好选项,这不仅可大幅降低生产成本,还能显著提升微藻大规模生产高价值色素的效。文章分别从微藻色素分类、天然合成通路、健康、经济价值、应用领域、以及利用代谢工程、合成生物学、多组学和CRISPR(基因编辑)技术在构建高产色素微藻细胞工厂方面的应用和最新前沿研究进展展开充分的论述,最后,论文对微藻色素商业化生产的挑战及未来发展前景进行了展望。本文为生物医药、功能食品、医美化妆和水产养殖相关产业从业人员提供了较丰富的相关信息,也为相关科学研究人员提供了微藻工程改造策略的路线图,还为相关成果高效转化提供了全新视角。












另外,该课题组近期还在绿色生物制造领域相继发表了三篇研究论文。在Marine Drugs(海洋药物,JCR Q1IF 5.4)发表了题为“Promoting heme and phycocyanin biosynthesis in Synechocystis sp. PCC 6803 by overexpression of porphyrin pathway genes with genetic engineering”(高政权教授与孟春晓教授为通讯作者);在Microbial Cell Factories(微生物细胞工厂,JCR Q1IF 6.4)发表了题为“Improved biosynthesis of heme in Bacillus subtilis through metabolic engineering assisted fed-batch fermentation”(高政权教授为通讯作者)的研究论文。利用遗传工程和代谢工程手段分别改造蓝藻集胞藻PCC 6803和枯草牙胞杆菌来高效生产有药用价值的血红素和藻蓝素,研究结果显示出这两种微生物有较好的血红素和藻蓝素生产应用前景。在Archives of Biochemistry and Biophysics(生物化学与生物物理集刊,JCR Q1IF 3.9)发表了题为:“Screening and identification of genes involved in β-alanine biosynthesis in Bacillus subtilis”(高政权教授为通讯作者)的研究论文,该文章利用模块化工程和合成生物学手段改造生物安全的枯草芽孢杆菌生产风靡美体健身界的食品添加剂--β-丙氨酸。研究结果显示,通过改造的工程菌β-丙氨酸产量较出发株提高了17倍,显示出较好的开发应用潜力。

上述这4项研究成果得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金重大基础项目、山东省自然科学基金、烟台开发区与科技领军项目和滨州医学院启动基金的支持。