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这篇综述聚焦丝状真菌，探讨其基因调控网络（GRN）操作的分子工具，重点介绍转录重连和启动子工程。文中阐述多种启动子应用，以粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）为例展示成果，还展望未来方向，为丝状真菌研究提供新思路。
引言
真菌在自然生态系统中至关重要，对生物地球化学过程贡献巨大，在生物技术领域也广泛应用，近年来其作为替代材料和食物来源的潜力备受关注。然而，众多真菌物种中，仅有少数被深入研究利用。酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）研究充分，相比之下，丝状真菌研究滞后，尤其在分子工具和合成生物学方法的应用上。本文着重探讨丝状真菌的合成生物学策略，特别是转录重连，有望推动食品行业肉类替代品开发和菌丝基材料生产等新兴领域发展。
基因调控网络和遗传电路
丝状真菌适应性强，能在多种底物上生长，分泌多种酶并产生次生代谢物，作为细胞工厂在工业领域意义重大，这引发了人们对其基因调控网络（GRN）的研究兴趣。
组成型启动子
在丝状真菌中，操纵基因表达的关键是修改目标位点。过去几年，一系列遗传元件和技术应用于此，实现更有效精准的转录控制。组成型启动子可保证基因稳定表达，但它也有弊端。
响应化学或生物分子的诱导型启动子
组成型表达可能带来代谢负担，影响生长和产物生产效率。诱导型启动子可解决这一问题，它能根据需要调节启动子活性的时间和水平，以剂量依赖方式响应诱导物或阻遏物。
响应物理信号的诱导型启动子：实现时空控制
虽然诱导型启动子能精细调节基因表达，但减少或去除诱导物 / 阻遏物操作繁琐。而光或温度等物理信号可更灵活地诱导目标基因。不过在丝状真菌中，光和温度都不能完全被视为 “正交” 信号。
合成启动子
天然启动子广泛用于转录调控，但存在宿主特异性和序列冗长问题，在某些真菌（如脉孢菌属 Neurospora）中，长重复序列还可能因重复诱导点突变（一种基因组监测机制）而发生序列突变。合成启动子作为替代方案，由核心和调控元件组合而成。
细胞功能的转录重连
转录重连不仅有助于探索不同网络特性对功能行为的影响，还能深入了解网络性能和行为稳健性之间的关系。通过改变特定基因（如编码转录因子 TF 的基因）的转录控制，可评估在稳态条件下或特定扰动下这种变化的直接原因和最终后果。
未来方向
转录重连策略重新定义了丝状真菌的潜力，有助于深入理解基因调控和优化生物技术过程。目前研究强调结合实验和计算方法探索这些生物的调控能力，以粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）的生物钟系统为例，利用丰富的分子工具可为基础分析提供有力框架。
