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近日，中國科學院近代物理研究所科研團隊與蘭州理工大學合作，通過重離子輻射和基因編輯技術，優(yōu)化了酵母代謝途徑，有效提升了酵母合成脂質的能力。相關研究成果在《自然》雜志旗下國際期刊《通訊生物學》上發(fā)表。

酵母是一種重要的微生物，從酵母中提取的脂質是一種高價值的化學原料，在能源、生物科技和消費品制造領域具有廣泛的應用潛力。然而，酵母通過天然代謝合成的脂質產量非常有限，遠低于工業(yè)化生產需求。

科學家研究發(fā)現，酵母合成脂質的關鍵因素之一是乙酰輔酶A，它充當著脂質分子的“原材料”。在酵母中，乙酰輔酶A作為脂肪酸和脂質合成的關鍵前體分子，通過酵母細胞內的代謝途徑被轉化為脂質分子。然而，在天然代謝途徑中，乙酰輔酶A往往被優(yōu)先分配用于其他關鍵細胞功能，如能量代謝和細胞壁合成，這種競爭性分流導致合成脂質的乙酰輔酶A供應不足，進而導致脂質的產量低下。在未經改造的酵母中，脂質產量通常低于細胞干重的10%，遠低于工業(yè)應用所需的30%以上的理想水平。

為了增加脂質合成量，科研人員利用蘭州重離子加速器（HIRFL）對酵母進行重離子輻射處理，結合多組學方法識別并驗證了與脂質合成相關的關鍵基因ALD4，再通過基因編輯技術，提高了ALD4基因相關代謝產物的生成效率，有效增加乙酰輔酶A的供應，使乙酰輔酶A的水平較之前提高了17.1%。實驗結果顯示，改造后的酵母脂質產量較改造前提升了20.1%。

上述方法的應用，使得酵母等微生物在復雜工業(yè)化場景中的發(fā)酵性能顯著增強，也為生物制造、微生物新菌種資源等方面的研究提供了有力支撐，具有良好的應用前景。

（原載于《光明日報》?2024-11-22?08版）