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中科院天工所戴住波、张学礼:维生素A(视黄酸)高效酵母细胞工厂

全反式视黄酸(ATRA)的产业现状与技术突破 - 全反式视黄酸(ATRA)是维生素A的核心活性衍生物,具有广泛临床应用价值,近期《Science》报道其能重新激活哺乳动物再生能力 [1] - 当前主流生产厂商如BASF和DSM仍依赖传统化学合成法,虽成本可控但存在高能耗、环境污染等问题,亟需绿色替代方案 [1] - 中科院天津工生所团队通过多重代谢工程改造酿酒酵母,首次实现ATRA克级发酵(1.84 g/L),为构建自主可控的维生素产业链提供生物制造路径 [3][8] 合成生物学技术路径 底盘构建与模块优化 - 选择红法夫酵母来源的XdCrtE/XdCrtYB/XdCrtI基因组合,在优化菌株BY-HMG*3中构建Car09菌株,使β-胡萝卜素产量达129.4 mg/L [5][6] - 筛选海洋细菌blh酶与小鼠RALDH2酶组合,初期实现98.1 mg/L ATRA,但β-胡萝卜素残留154.9 mg/L显示转化效率瓶颈 [6] 细胞工厂迭代升级 - 过表达转录因子INO2扩增内质网(ATRA合成核心区室),产量提升34% [7] - 引入大肠杆菌转氢酶sthA平衡NADPH/NAD⁺,解决氧化还原失衡问题 [7] - 表达血红蛋白VHb增强氧传递,推动β-胡萝卜素裂解,ATRA产量跃升49.2% [7] 发酵工艺创新 - 开发两相萃取发酵工艺:葡萄糖生长阶段→乙醇+半乳糖诱导阶段,结合IPM原位萃取 [8] - 5L发酵罐中最终产量达1.84 g/L,残留β-胡萝卜素3.40 g/L显示进一步优化空间 [8] 合成生物产业动态 - 第四届合成生物与绿色生物制造大会(SynBioCon 2025)将于8月20-22日在宁波举办,聚焦AI+生物智造及四大应用领域(绿色化工、未来食品、未来农业、美妆原料) [10] - 大会设置分论坛覆盖化学品与新材料、新型碳源生物制造等细分方向,并配套科技成果展示与项目对接活动 [12][14]