酵母合成生物学创新工具 - 酿酒酵母作为平台细胞工厂已用于生产多种高价值化合物 合成生物学创新工具推动其快速发展 实现高效编辑遗传系统和重新编程基因、回路、途径及代谢网络 [1] - 北京化工大学史硕博团队提出前瞻性论文 系统介绍酵母合成生物学创新工具最新进展 包括基因组编辑工具、计算工具、适应性实验室进化和生物DNA元件标准化 为定制化酵母细胞工厂开发提供指南 [3] 基因组编辑工具 - 基因改造技术从单基因编辑发展到多基因同时编辑 CRISPR-Cas系统可精确高效修改酵母基因组 包括敲除、插入和替换 [6] - 新型CRISPR-Cas变体如碱基编辑和先导编辑 适用于单核苷酸变化场景 前者融合脱氨酶 后者结合逆转录酶与nCas蛋白 [6] 计算工具 - 代谢建模与组学技术整合可指导工程策略和通量调节 基因组规模代谢模型(GEMs)已在酵母代谢工程中广泛应用 [7] - 大规模动力学模型对代谢反应设计至关重要 代谢控制分析(MCA)理论具有动态视角和工程应用独特性 [7] 适应性实验室进化 - ALE通过选择性压力促使酵母菌株产生适应性特征 结合全基因组测序可识别有益突变 指导后续工程改造 [8] - 新型基因组进化策略在合成染色体酵母中引入loxP位点和Cre重组酶 实现快速基因重组 表型进化速度显著优于经典ALE [8] 生物DNA元件标准化 - 复杂酵母细胞工厂设计需要标准化生物组件 合成生物学提供可组装的标准元件 支持构建行为可预测的系统 [9] - 现有酵母元件集合包括SynBioHub和JBEI/ice等平台 为研究人员提供标准化资源 [9] 行业动态 - 第四届合成生物与绿色生物制造大会(SynBioCon 2025)将于8月在宁波举办 聚焦AI+生物智造与四大应用领域(绿色化工、未来食品、未来农业、美妆原料) [11] - 大会将探讨非粮碳源突破路径、革新技术对产业生命力的影响 并促进科技成果转化与规模化生产 [11]