?L-蘇氨酸是一種重要的必需氨基酸，廣泛應(yīng)用于食品、動(dòng)物營養(yǎng)和醫(yī)藥領(lǐng)域，是動(dòng)物飼料中的第二限制性氨基酸，可以促進(jìn)各種動(dòng)物的生長，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。隨著飼用豆粕減量替代行動(dòng)的深入，L-蘇氨酸的市場仍在不斷擴(kuò)大。代謝工程是提高L-蘇氨酸生產(chǎn)效率的有效手段，然而在目前L-蘇氨酸產(chǎn)量已達(dá)較高水平的情況下（120 g/L以上），通過理性改造提升生產(chǎn)效率已變得越來越困難。針對宿主菌、關(guān)鍵酶基因或調(diào)控元件開展大規(guī)模隨機(jī)突變成為更加有效和重要的策略。大規(guī)模隨機(jī)突變策略的成功應(yīng)用有賴于高效的高通量篩選方法，但目前針對L-蘇氨酸仍缺乏有效的高通量篩選方法。

當(dāng)前，基于生物傳感器的高通量篩選技術(shù)已在多種重要化學(xué)品生物合成中得到應(yīng)用。針對L-蘇氨酸工程菌育種過程中的高通量篩選難題，廣東省科學(xué)院微生物研究所朱紅惠研究員團(tuán)隊(duì)希望通過設(shè)計(jì)一種新型L-蘇氨酸生物傳感器，建立L-蘇氨酸高通量篩選技術(shù)。在研究過程中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)L-蘇氨酸存在一種“類誘導(dǎo)劑”現(xiàn)象，能夠增強(qiáng)特定啟動(dòng)子控制下的基因的表達(dá)，且存在良好的劑量線性相關(guān)性?；诖耍芯繄F(tuán)隊(duì)利用L-蘇氨酸核糖開關(guān)，結(jié)合lacI-P_trc信號放大系統(tǒng)，建立了一種新型L-蘇氨酸生物傳感器。該生物傳感器可以有效區(qū)分不同生產(chǎn)性能的菌株，并成功應(yīng)用于L-蘇氨酸合成途徑的優(yōu)化和關(guān)鍵酶的定向進(jìn)化，篩選獲得多株優(yōu)異突變體。本研究結(jié)果為利用生物傳感器提高大腸桿菌合成L-蘇氨酸性能提供了一個(gè)有效的高通量篩選技術(shù)，對L-蘇氨酸高產(chǎn)菌種的選育具有重要的推動(dòng)作用。

該研究成功開發(fā)了一種基于新型L-蘇氨酸生物傳感器的蘇氨酸高通量篩選方法。研究成果發(fā)表于Bioresource Technology期刊，論文的第一作者為蘇卜利副研究員，朱紅惠研究員和鄧名榮研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃-“綠色生物制造”（2021YFC2100900），廣東省科學(xué)院發(fā)展專項(xiàng)資金（2022GDASZH-2022010201）等項(xiàng)目的支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.130407

供稿：省科學(xué)院微生物所

撰稿：蘇卜利

審稿：黃丹??陳謀通??代京莎

校稿：徐超??肖捷??章震