| 实验室适应性进化技术在光合蓝细菌底盘工程中的研究进展 |
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| 引用本文： | 高嘉玮,朱晓飞,孙韬,陈磊,张卫文. 实验室适应性进化技术在光合蓝细菌底盘工程中的研究进展[J]. 生物工程学报, 2023, 39(8): 3075-3094 |
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| 作者姓名： | 高嘉玮 朱晓飞 孙韬 陈磊 张卫文 |
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| 作者单位： | 天津大学化工学院 合成微生物学实验室, 天津 300072;教育部系统生物工程重点实验室, 天津 300072;教育部合成生物学前沿科学中心, 天津 300072;天津大学化工学院 合成微生物学实验室, 天津 300072;教育部系统生物工程重点实验室, 天津 300072;教育部合成生物学前沿科学中心, 天津 300072;天津大学生物安全战略研究中心, 天津 300072 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划(2018YFA0903600)；国家自然科学基金(32070083) |
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| 摘 要： | 蓝细菌是唯一可进行放氧光合作用的原核微生物,基于光合蓝细菌构建“自养型细胞工厂”具有广阔前景。但以蓝细菌作为底盘进行生物燃料及化学品的合成仍存在细胞耐受能力差、产量低等问题,导致实现工业化生产的经济可行性还比较低,亟需通过合成生物学等技术手段构建新的藻株。近年来,实验室适应性进化(adaptive laboratory evolution,ALE)已被用于底盘工程中,实现了优化生长速度、增加耐受性、加强底物利用和提高产品产量等目标。ALE在提高蓝细菌鲁棒性方面取得了一定进展,已获得了耐受高光、重金属离子、高盐和高浓度有机溶剂胁迫的进化藻株。但是,蓝细菌中的ALE策略效率相对较低,耐受各胁迫的分子机制并未阐释完全。本文综述了ALE相关技术策略及其在蓝细菌底盘工程中的应用,讨论了如何借鉴其他微生物中ALE手段,构建更大ALE突变文库、增加菌株的突变频率、缩短进化时间、探索多重胁迫耐受工程菌构建原则及研究策略等,高效解析进化菌株的突变体库,构建高产量、鲁棒性强的工程菌株等,以期未来促进蓝细菌底盘的改造及其工程菌的规模化应用。
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| 关 键 词： | 光合蓝细菌 实验室适应性驯化 自养细胞工厂 合成生物学 |
| 收稿时间： | 2023-02-23 |
| 修稿时间： | 2023-03-30 |
Advances in using adaptive laboratory evolution technology for engineering of photosynthetic cyanobacteria |
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| GAO Jiawei,ZHU Xiaofei,SUN Tao,CHEN Lei,ZHANG Weiwen. Advances in using adaptive laboratory evolution technology for engineering of photosynthetic cyanobacteria[J]. Chinese journal of biotechnology, 2023, 39(8): 3075-3094 |
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| Authors: | GAO Jiawei ZHU Xiaofei SUN Tao CHEN Lei ZHANG Weiwen |
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| Affiliation: | Laboratory of Synthetic Microbiology, School of Chemical Engineering & Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China;Key Laboratory of Systems Bioengineering, Ministry of Education, Tianjin 300072, China;Frontier Science Center for Synthetic Biology, Ministry of Education, Tianjin 300072, China;Laboratory of Synthetic Microbiology, School of Chemical Engineering & Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China;Key Laboratory of Systems Bioengineering, Ministry of Education, Tianjin 300072, China;Frontier Science Center for Synthetic Biology, Ministry of Education, Tianjin 300072, China;Center for Biosafety Research and Strategy, Tianjin University, Tianjin 300072, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | photosynthetic cyanobacteria adaptive laboratory evolution autotrophic cell factories synthetic biology |
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