合成生物催化剂摘译自:http://dx.doi.org/10.1016/j.ymben.2021.11.007

  卡尔文循环,是地球生态圈固定二氧化碳的主流途径。由于当前对藻类和工程作物进行遗传操作依然比较困难,受早先研究的启发,一些研究者尝试将卡尔文循环搬入大肠杆菌等模式生物中。截止目前,研究者们成功的在大肠杆菌和毕赤酵母中重建了卡尔文循环,实现了以CO2作为碳源实现微生物生长和相关代谢产物的积累。

  近日,来自奥地利维也纳自然资源与生命科学大学的Diethard Mattanovich团队在《Metabolic Engineering》杂志上发表研究“Adaptive laboratory evolution and reverse engineering enhances autotrophic growth in Pichia pastoris”通过适应性进化和逆向工程探究了毕赤酵母如何适应以CO2为碳源维持生长。

  研究发现针对CO2的适应性进化降低了磷酸核糖激酶(phosphoribulokinase Prk)的活性,间接地提升了ATPD-核酮糖-5-磷酸 (D-ribulose-5-phosphateRu5P)的可用性。烟酸单核苷酸腺苷酸转移酶(nicotinic acid mononucleotide adenylyltransferaseNma1)基因活性降低促进了毕赤酵母对CO2的利用,推测是NMA1基因活性降低增加了细胞内的ATP水平。Pex5基因编码的过氧化物酶体输入受体(peroxisomal import receptor)的突变使得微区室内过氧化物酶体输入增加,促进了二氧化碳的固定。

  综上,该项研究通过适应性进化和基于crispr的单位点核苷酸多态性重建(即逆向工程)分析了部分能促进毕赤酵母利用二氧化碳作为碳源的因素。

 


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