魅力天津 拥抱世界

在常人看来，酵母只是用来酿酒、做面包和生产乙醇，但在天津大学元英进教授带领的合成生物学研究团队手中，酵母不仅可以成为β－胡萝卜素的原材料抗击癌症，预防心血管、白内障等多种疾病，还能高产、高耐受，具有工业应用潜力。

2018年5月，天津大学元英进教授带领的合成生物学团队首次利用精确控制基因组重排技术，培养出了能几何级生长的“超级酵母菌”。该成果填补了国内基因组结构变异的技术空白，提高了细胞工厂生产效率。该研究成果的三篇相关论文在《自然通讯》期刊同期发表。

“超级酵母”是酵母菌经过基因重排培养而来，这是继人工合成酵母染色体打破非生命物质和生命物质界限后，中国科学家在“设计生命、再造生命、重塑生命”进程中的又一重大技术进展。

天津大学科研团队研究出能够精准控制基因重排的方法，使作为研究对象的合成型酵母菌，在有限时间内产生几何级增长的基因组变异，驱动其快速进化生长。

为了能够精准调控合成型酵母基因组重排过程，天大的科研人员发现，在半乳糖和雌激素的互相作用下，通过使用这一精准控制技术对合成型酵母基因组进行多轮迭代重排，酵母种类多样性得到了极大丰富。科研人员从中筛选出大量高产β－胡萝卜素的菌株，经过5轮迭代基因组重排，合成型酵母菌中β－胡萝卜素产量提升了38．8倍。

在此基础上，研究人员还分别通过杂合二倍体基因组重排和跨物种基因组重排，获得了可以在42摄氏度温度下生长加快的菌株和咖啡因耐受性明显增强的酵母菌株。英国帝国理工大学的研究者们也利用天津大学合成型5号染色体的酵母菌进行基因组重排，实现底盘细胞的快速进化，显著提升了酵母紫色杆菌素合成能力和五碳糖代谢利用能力。

这一研究未来对提升能源医药化学品的生产合成，对于工业菌株进化和功能知识发现具有重要意义。该研究还得到国家自然科学基金委、科技部973计划以及国际合作项目的支持。（津云新闻编辑李松达）