系统代谢工程改造蛹虫草purA基因提升虫草素产量的关键机制研究

本研究针对蛹虫草虫草素生物合成中系统性代谢工程策略缺乏的问题，通过计算生物学、基因融合报告系统和启动子工程三重手段，首次证实purA基因的低表达特性，并通过精准调控使其表达提升，最终实现虫草素产量27.3%的增长，为真菌细胞工厂构建提供新范式。

　　

通过计算生物学分析发现，基因CCM 06768编码的PurA（腺苷酸琥珀酸合成酶）对蛹虫草（Cordyceps militaris）细胞存活至关重要。研究团队采用三重实验策略：首先通过生物信息学确认purA的生物学功能；随后构建purA-mScarlet-I融合报告模块，直观揭示该基因在天然体系中的低表达特性；最后利用启动子工程工具包对purA进行系统性表达调控，成功将虫草素（cordycepin）产量提升27.3%。该研究不仅通过先进报告分子技术首次表征了purA的低表达特性，还通过前体通路强化策略显著提高目标代谢物产量。这些成果为蛹虫草多重基因组编辑及真菌细胞工厂开发奠定基础，也为未开发药用真菌的研究提供了创新范式。