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近日，濱州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院（葡萄酒學(xué)院）高政權(quán)教授團(tuán)隊(duì)（微生物代謝工程與高效利用團(tuán)隊(duì)）在生物技術(shù)TOP期刊Biotechnology advances（IF 16.0，在121種應(yīng)用微生物技術(shù)雜志中排名第3，在299種生物化學(xué)與分子生物技術(shù)雜志中排名第5）雜志上發(fā)表題為“Metabolic engineering and synthetic biology strategies for producing high-value natural pigments in microalgae，鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2023.108236”的論文。濱州醫(yī)學(xué)院為該文章第一署名單位和唯一通訊作者單位，2021級(jí)研究生曹凱（聯(lián)合培養(yǎng)）、崔玉琳副教授和我校兼職教授孫鳳杰為共同一作，高政權(quán)教授與孟春曉教授為通訊作者。
微藻是地球上主要初級(jí)生產(chǎn)力，它們不僅能夠通過光合作用大量吸收CO2增加碳匯,而且是地球生態(tài)系統(tǒng)中90%的氧氣制造者；除此以外微藻還能大量合成在醫(yī)藥，食品、化妝品、水產(chǎn)養(yǎng)殖、化工領(lǐng)域廣泛使用的活性物質(zhì)。各種高附加值的天然色素就是其中典型代表，包括600多種類胡蘿卜素、藻膽素和葉綠素等。然而，除葉綠素外，大部分高附加值天然色素是微藻次生代謝產(chǎn)物，常規(guī)條件下產(chǎn)量很低，無法滿足商業(yè)化生產(chǎn)。利用代謝工程和合成生物策略來理性設(shè)計(jì)微藻細(xì)胞工廠是攻克上述瓶頸的好選項(xiàng)，這不僅可大幅降低生產(chǎn)成本，還能顯著提升微藻大規(guī)模生產(chǎn)高價(jià)值色素的效。文章分別從微藻色素分類、天然合成通路、健康、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、應(yīng)用領(lǐng)域、以及利用代謝工程、合成生物學(xué)、多組學(xué)和CRISPR（基因編輯）技術(shù)在構(gòu)建高產(chǎn)色素微藻細(xì)胞工廠方面的應(yīng)用和最新前沿研究進(jìn)展展開充分的論述，最后，論文對(duì)微藻色素商業(yè)化生產(chǎn)的挑戰(zhàn)及未來發(fā)展前景進(jìn)行了展望。本文為生物醫(yī)藥、功能食品、醫(yī)美化妝和水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員提供了較豐富的相關(guān)信息，也為相關(guān)科學(xué)研究人員提供了微藻工程改造策略的路線圖，還為相關(guān)成果高效轉(zhuǎn)化提供了全新視角。
另外，該課題組近期還在綠色生物制造領(lǐng)域相繼發(fā)表了三篇研究論文。在Marine Drugs（海洋藥物，JCR Q1，IF 5.4）發(fā)表了題為“Promoting heme and phycocyanin biosynthesis in Synechocystis sp. PCC 6803 by overexpression of porphyrin pathway genes with genetic engineering，文章鏈接：https://doi.org/10.3390/md21070403”；在Microbial Cell Factories（微生物細(xì)胞工廠，JCR Q1，IF 6.4）發(fā)表了題為“Improved biosynthesis of heme in Bacillus subtilis through metabolic engineering assisted fed-batch fermentation，文章鏈接：https:// doi.org/10.1186/ s12934-023-02077-3”，上述兩篇文章利用遺傳工程和代謝工程手段分別改造藍(lán)藻集胞藻PCC 6803和枯草牙胞桿菌來高效生產(chǎn)有藥用價(jià)值的血紅素和藻藍(lán)素，研究結(jié)果顯示出這兩種微生物有較好的血紅素和藻藍(lán)素生產(chǎn)應(yīng)用前景。在Archives of Biochemistry and Biophysics（生物化學(xué)與生物物理集刊，JCR Q1，IF 3.9）發(fā)表了題為：“Screening and identification of genes involved in β-alanine biosynthesis in Bacillus subtilis，文章鏈接：https:// doi. org/10.1016/j.abb.2023.109664”，該文章利用模塊化工程和合成生物學(xué)手段改造生物安全的枯草芽孢桿菌生產(chǎn)風(fēng)靡美體健身界的食品添加劑--β-丙氨酸。研究結(jié)果顯示，通過改造的工程菌β-丙氨酸產(chǎn)量較出發(fā)株提高了17倍，顯示出較好的開發(fā)應(yīng)用潛力。Marine Drugs文章通訊作者是孟春曉和高政權(quán)，后2篇文章通訊作者高政權(quán)，濱州醫(yī)學(xué)院是通訊作者單位。
上述這4項(xiàng)研究成果得到了國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金重大基礎(chǔ)項(xiàng)目、山東省自然科學(xué)基金、煙臺(tái)開發(fā)區(qū)與科技領(lǐng)軍項(xiàng)目和濱州醫(yī)學(xué)院啟動(dòng)基金的支持。
（責(zé)任編輯：魯峰）
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