科学家在解脂耶氏酵母中迭代整合途径基因高产β- 胡萝卜素

β- 胡萝卜素是一种四萜类化合物，常作为色素或营养添加剂用于食品和动物营养，目前主要由化学合成或三孢不拉霉发酵生产。β- 胡萝卜素可由乙酰辅酶 A（或丙酮酸和甘油醛 -3- 磷酸）经 12 步生物合成，将相关基因导入酿酒酵母或大肠杆菌可获得异源产β- 胡萝卜素细胞。解脂耶氏酵母作为一种产油酵母，乙酰辅酶 A 供应充足，并能将高度疏水的萜类分子存储在胞内油滴中，具备高产β- 胡萝卜素的潜力。

中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所合成生物学重点实验室杨晟研究组与华东理工大学、浙江医药三方合作开发了解脂耶氏酵母基因组编辑工具（Gao S, Biotechnol. Lett.2014; J. Ind. Microbiol. Biotechnol .2016）。近日，《代谢工程》（Metabolic Engineering）发表了他们题为 Iterative integration of multiple-copy pathway genes in Yarrowia lipolytica for heterologous β-carotene production 的科研成果。通过对β- 胡萝卜素异源合成途径的 11 个编码基因进行强启动子替换和多轮拷贝数叠加，以优化的培养基补料发酵可产 4g/ L 的β- 胡萝卜素，产物绝大部分储存在胞内油滴中。此项研究表明解脂耶氏酵母是一种理想的可用于生产疏水性萜类化合物的细胞工厂。

该研究工作得到了国家“973”项目（973: 2014CB745101）和浙江医药的资助，由华东理工大学博士研究生高书良在前期多项工作基础上与其他组员合作完成，上海生科院植生生态所副研究员蒋宇，华东理工大学兼职教授、中国医药工业研究总院研究员陈代杰与浙江医药子公司上海来益生物药物研究开发中心有限责任公司博士戈梅参与了指导。工程细胞已在浙江医药开展中试评估