山大团队再创科学奇迹:突破性人工多倍体大肠杆菌研究开启新时代!近日,微生物技术国家重点实验室的梁泉峰教授和祁庆生教授带领的研究团队在顶级学术期刊Advanced Science上发表了一篇题为“创建多倍体Escherichia coli及其在高效L-天然脯氨酸生产中的应用”的科研论文。王苏蒙博士作为论文的第一作者,为这项重要发现贡献了宝贵的智慧与汗水。
基因组复制数量问题,是生命科学领域中一个基础而又深奥的问题。合成生物学追求的是创造全新的生命形式,而设计高效率的微生物细胞工厂用于生产价值连城的大产品,这正是目前合成生物学所面临的一个挑战。由于染色体数量增加,细胞遗传多样性的提升使得它们对环境压力的抵抗力也随之增强。而自然界中,多倍体现象广泛存在于真核生物之中,并且构建人工细胞其潜在应用也是未知领域。本次研究旨在通过设计构建新的原核生物的人工多倍体细胞,并将其应用到化学品生产领域。
通过精细调控ftsZ基因以控制细胞周期,本次研究成功地创建了含有2至4条染色体的大肠杆菌。这一突破不仅提高了实验条件下的单个菌株产量,还展现出这一技术对于未来工业化制造具有巨大的潜力。此外,该研究还探索了如何通过精细调节ftsZ表达来实现不同染色体数目的稳定分离,从而促进了相关科技领域的发展。
该团队利用创新手段,将这些突破性发现应用到了高效生产L-天然脯氨酸(一种重要药物原料)的工程实践中。在实际操作过程中,他们成功提高了产量,达到了之前报告最高记录160.3克/升,这一成果极大地推动了相关产业链上的技术革新。
本项工作不仅为建立强健、高效的人类干预型微生物单元提供了一种策略,也为理解原核生物进化机制以及探究染色质功能提供了解决方案。本次项目得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等重大科研资金支持,同时山东大学生命环境公共技术平台亦给予积极帮助,使得这一前沿科技能够得到更深入、系统的开展和验证。