酿酒酵母SAP1基因缺失赋予香草醛耐受性的机制及其在生物燃料生产中的应用

为解决木质纤维素生物质转化中香草醛抑制酵母生长的难题，研究人员通过转座子突变库筛选获得一株香草醛耐受菌株，发现SAP1基因缺失可降低活性氧(ROS)水平、激活Hog1p通路并上调MSN2/4等转录因子，为优化生物燃料生产菌株提供了新靶点。

　　

这项突破性研究揭示了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)应对木质纤维素水解产物毒性的新机制。通过构建转座子突变库，科学家成功分离出对香草醛(vanillin)具有显著耐受性的菌株，基因定位显示该表型与SAP1基因功能缺失直接相关。后续实验证实，SAP1缺失突变体在香草醛胁迫下表现出三大特征：细胞内活性氧(ROS)水平显著降低，应激激活蛋白激酶Hog1p持续磷酸化，以及应激响应元件(STRE)调控基因(包括CTT1、HSP12和DDR2)表达上调。特别值得注意的是，该突变体通过激活MSN2/MSN4转录因子网络，重建了氧化应激防御体系。这些发现不仅阐明了SAP1在酵母环境适应中的调控作用，更为开发高效生物燃料生产菌株提供了关键分子靶点，对推动木质纤维素生物精炼技术具有重要应用价值。