中國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)藍(lán)細(xì)菌直接利用二氧化碳合成葡萄糖

2023年6月10日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所的研究團(tuán)隊(duì)以光自養(yǎng)生物為底盤，基于天然光合作用直接實(shí)現(xiàn)了葡萄糖的合成。研究發(fā)現(xiàn)以模式藍(lán)細(xì)菌藻株聚球藻PCC 7942為底盤，敲除其內(nèi)源性葡萄糖激酶基因后，無(wú)需導(dǎo)人任何外源催化和轉(zhuǎn)運(yùn)元件，僅通過(guò)短期的適應(yīng)性進(jìn)化就能獲得大量分泌葡萄糖的細(xì)胞工廠。結(jié)合基因組測(cè)序和遺傳改造驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，工程菌株大量合成葡萄糖是因?yàn)槠浒麅?nèi)存在穩(wěn)定的“磷酸糖-糖”代謝循環(huán)，而葡萄糖激酶活性阻斷導(dǎo)致葡萄糖的磷酸化“再利用”環(huán)節(jié)受阻，葡萄糖在胞內(nèi)大量積累形成代謝壓力；在適應(yīng)性進(jìn)化過(guò)程中，聚球藻基因組上synpcc7942_1161基因的一個(gè)單點(diǎn)突變（G274A）導(dǎo)致該基因轉(zhuǎn)錄大幅上調(diào)，并發(fā)揮葡萄糖外泌蛋白的作用，將葡萄糖分泌至胞外以解除胞內(nèi)高糖壓力。（剩余508字）