澳门威斯尼人平台app工业生物所实现维生素从头合成研究新突破

 

澳门威斯尼人平台app 澳门威斯尼人平台app11月25日电 (孙一凡)近日,中科院澳门威斯尼人平台app工业生物技术研究所实现了维生素B12的从头合成。研究人员首先解析了维生素B12好氧合成途径中钴螯合与腺苷钴啉醇酰胺磷酸的合成机理,然后将维生素B12合成途径划分成5个模块,采用“自下而上”的策略将来源于Rhodobacter Capsulatus等5种细菌中的28个基因在大肠杆菌细胞中成功组装、调控,解决了多基因的适配机制问题,形成集成不同来源基因组装出的从头设计人工途径,最终实现了维生素B12的从头合成,合成菌种发酵周期仅为目前工业生产菌株的1/10,有望成为新一代维生素B12工业菌株。这项研究不仅填补了维生素B12生物合成途径的缺口,而且成功实现了几十个基因在底盘细胞中有序的功能表达与调控,展示了模式菌株在异源复杂天然产物合成方面具有的巨大潜力,将启发和鼓励更多的复杂天然产物异源生物合成的研究。

 

5种不同来源共28个基因集成创建人工合成维生素B12途径。澳门威斯尼人平台app工业生物所供图

据了解,维生素B12是一种含有金属钴的复杂有机分子,广泛应用在药品、饲料、食品和化妆品等领域,需求逐年上升,市场缺口日益突出。微生物发酵是获得维生素B12的现有方式,发酵周期长、生产成本高,工业生产菌种遗传改造困难,提高产量难度极大。利用合成生物学手段,从头设计组装维生素B12合成途径、在异源细胞中实现生物合成,具有重大的科学与技术创新价值。但维生素B12结构复杂、合成途径长、关键基因缺失,在异源细胞中操纵数十个基因、实现人工生物合成途径组装面临巨大挑战。

据悉,该研究得到澳门威斯尼人平台app市杰出青年科学基金(17JCJQJC45300)和中国科学院科技服务网络计划(STS)等项目支持,相关研究成果发表在国际权威期刊Nature Communications。

(责编:孙一凡、王浩)

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