跟人類一樣，真菌也有口味之別。漢遜酵母喜歡“吃”甲醇，但它卻是個只吃飯不干活“懶漢”。中科院大連化物所研究員周雍進對這個“懶漢”情有獨鐘，他認為只要稍加引導，“懶漢”也能變“巧婦”，代謝產生人類需要的化學物質。
近日，周雍進團隊實現了漢遜酵母的高效精確基因編輯，建立了高同源重組效率的精準基因組編輯工具，初步揭示了同源重組和非同源末端連接修復方式的競爭機制，構建了漢遜酵母“細胞工廠”，實現以甲醇和葡萄糖為原料合成脂肪醇的過程。相關研究內容發表于《交叉科學》。
“缺乏遺傳操作工具、同源重組效率低是難以改造漢遜酵母‘懶惰’特性的關鍵?！?周雍進表示，研究團隊希望用基因編輯手段剔除掉漢遜酵母基因中阻礙代謝產物合成的部分，增加有助產物合成的基因，讓其高產起來。
基于CRISPR/Cas9的基因編輯技術，研究團隊通過優化Cas9蛋白和sgRNA表達，成功將基因編輯效率提高至90%以上。在此基礎上，揭示了同源重組和非同源末端連接的競爭關系，為此抑制了同源末端連接關鍵基因KU80的表達，增強了同源重組修復蛋白Rad51、Rad52、Sae2表達，成功在漢遜酵母中實現基因無縫敲除、大片段整合以及多片段重組，最終將同源重組效率提高到60—70%?！案念^換面”的漢遜酵母表現優異，以甲醇和葡萄糖為底物發酵生產出脂肪醇。
據了解，脂肪醇是一種重要的化學品，洗滌劑、化妝品、醫藥、潤滑油等的制造都離不開它?？梢哉f，漢遜酵母就像一座以甲醇和葡萄糖為底物生產脂肪醇的“細胞工廠”。與工業上使用羰基合成或油脂氫解法制脂肪醇的方法相比，漢遜酵母所需的底物甲醇和葡萄糖的來源更廣泛，同時整個生產過程更環保。
周雍進表示，高同源重組效率的精準基因組編輯工具具有廣譜性，有望應用于多種真菌和化學品的生產中。接下來，團隊將進一步研究提高脂肪醇產率的方法，以及該工具在更多復雜化學品生產中的作用。（卜葉）
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102168
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