酵母关键基因LDH1敲除株在乙酰丙酸胁迫下脂质降解响应机制解析

为解决燃料乙醇副产物乙酰丙酸(LA)毒性导致的微生物降解效率低下问题，来自未知机构的研究人员通过全基因组敲除库筛选鉴定出敏感株LDH1Δ，结合荧光显微技术(ROS、线粒体等标记)与多组学分析，揭示LDH1基因通过调控NAD+代谢中间体积累和甲基循环(Methyl Cycle)影响ROS清除及细胞周期相关基因表达，为构建高耐受性工程菌株提供新靶点。

　　

乙酰丙酸(LA)作为燃料乙醇生产的主要毒性副产物，其大规模排放会严重破坏生态环境。虽然微生物降解法被用于处理含LA废水，但微生物对LA的耐受性不足成为技术瓶颈。科研人员通过全基因组敲除库扫描锁定关键基因LDH1(YBR204C)，利用2’7’-DCF二乙酸盐(ROS探针)、Mito Tracker Green FM(线粒体标记)等荧光染料，观察到敲除株ldh1Δ的亚细胞器异常及ROS累积现象。基因组对比分析显示，LDH1缺失会导致细胞膜/壁相关基因表达量骤降50%以上。

转录组与代谢组联合分析发现，LDH1敲除会激活NAD⁺中间体异常积累，干扰甲基循环(Methyl Cycle)通路——该通路与ROS清除密切相关。这些发现不仅阐明LDH1通过调控氧化应激响应网络维持细胞稳态的分子机制，更为构建具有增强LA降解能力的基因工程酵母菌株提供理论依据，有望显著降低生物燃料生产成本。