大连化物所揭示磷限制促进产油酵母积累油脂的分子机制

     (宁思阳
记者谢小芳)近日，大连化物所赵宗保研究员团队关于产油酵母系统生物学研究取得重要进展，揭示了磷限制促进圆红冬孢酵母积累油脂的分子机制，相关成果发表在生物能源领域国际重要学术刊物《生物燃料技术》（biotechnology
for biofuels）上。
    部分酵母在营养限制条件下可将有机物转化为油脂，且转化后胞内油脂含量可达到20%以上，该类酵母称为产油酵母。利用产油酵母可将生物质资源转化为油脂，该过程为液体生物燃料和油脂化工产业提供了不依赖油料植物的可替代原料，具有重要意义。目前，最普遍的产油培养方法为氮限制法，然而，生物质等廉价资源由于天然含有较丰富的氮源，氮限制方法虽然适合产油酵母细胞生长，却不利于油脂积累。研究发现，磷限制方法可以有效促进产油酵母积累油脂。由于从秸秆水解液等复杂体系中除磷比除氮具有明显技术经济优势，磷限制促进产油酵母积累为利用生物质资源制油脂提供了新技术。
    该研究团队前期发现一株高产油脂的圆红冬孢酵母，注释了其基因组，并初步建立了基因工程改造方法，为深入研究其产油机制奠定了基础。在本工作中，科研人员采用系统生物学方法比较分析了圆红冬孢酵母样品，揭示了磷限制促进产油酵母积累油脂的新颖分子机制，发现在磷限制条件下，圆红冬孢酵母胞内的1400余基因的转录产物、900余蛋白和120余代谢物均受到显著影响，导致核糖体合成和三羧酸循环反应受到抑制，而活化了磷代谢、核糖核酸降解和脂肪酸合成途径，同时，研究还发现磷限制条件下酵母细胞内的还原力供给不足，但过表达内源苹果酸酶可强化还原力供给，可构建油脂合成效率显著提高的工程菌株。该研究结果丰富了对产油微生物生理代谢的科学认识，对设计高效脂质合成细胞工厂具有重要参考价值。

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