17日，生物所微生物智能设计与合成创新团队联合北京化工大学、芬兰国家技术研究中心等国内外研究机构，开发出一种在真菌中实现多顺反子表达的系统，提升了真核细胞工厂合成工农业高价值化学品的原创设计能力，相关研究成果发表在《自然通讯（Nature Communications）》上。

合成生物学能够重新编程细胞，构建细胞工厂，高效生产临床和农用药物、工业化学品和生物燃料，减少对环境的压力，并有助于向可持续的循环经济过渡。在真核生物中，外源基因的转入需要选用特异的调节因子、启动子和终止子等转录表达元件，对代谢物生物合成 途径的重构步骤较为繁复，并且不易预测和控制转入基因的表达。

为应对这种挑战，本研究开发的真菌多顺反子表达系统无需使用外源启动子及调控元件，通过选择已表征的宿主内源“驱动”基因，可预知转入合成途径的每个基因的表达水平，即可在真菌中自动化重构代谢物生物合成途径。利用该系统，在酿酒酵母中精确表达了罗汉果醇生物合成途径的13个基因，实现了高价值化合物的高效合成。目前，该系统已申请国际专利，并在玉米和果蝇等高等真核生物中进行了验证，在动植物生物育种中具有良好的应用前景。

生物所岳群副研究员为该论文第一作者，北京化工大学孟杰博士为该论文共同第一作者，生物所徐玉泉研究员、北京化工大学史硕博教授、芬兰国家技术研究中心Istvan Molnar教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院农业科技创新项目资助。

图注：内源驱动真核多顺反子表达系统构建流程及应用实例

论文链接：doi.org/10.1038/s41467-023-40027-0