酵母生物合成系统中模块化RNAi通路工程增强质粒拷贝数动态调控

为解决微生物细胞工厂中基因剂量与表达动态协调难题，研究人员通过重构酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)正交RNA干扰(RNAi)系统，开发出可动态编程质粒拷贝数的合成生物学底盘。利用源自S. castellii的异源RNAi通路基因及靶向质粒选择标记的siRNAs，实现化学诱导型7.13倍拷贝数扩增，应用于类胡萝卜素途径使番茄红素产量提升18.6倍，为合成代谢调控提供创新工具。

　　

微生物细胞工厂的理性设计需要精确协调基因剂量与表达动态，以优化代谢通量同时减轻细胞负担。这项研究在重构酿酒酵母(S. cerevisiae)正交RNA干扰(RNAi)系统时，意外发现质粒拷贝数扩增现象，进而开发出具有动态编程能力的合成生物学底盘。通过整合卡斯泰利酵母(S. castellii)的异源RNAi通路基因，并设计靶向质粒选择标记的序列特异性小干扰RNA(siRNAs)，成功构建化学诱导型基因剂量控制平台，可实现高达7.13倍的质粒拷贝数扩增。将该RNAi介导的拷贝数调控技术应用于类胡萝卜素生物合成途径后，番茄红素产量较静态质粒系统提升18.6倍。该研究不仅为酿酒酵母动态调控质粒拷贝数提供了创新方法，其建立的基因剂量高效控制策略更为合成代谢调控工具库增添了重要组件，在提升微生物细胞工厂生产性能方面展现出显著潜力，为合成生物学框架下的代谢工程优化提供了新视角。