近期,广东省科学院微生物研究所朱红惠研究员团队在《International Journal of Biological Macromolecules》上发表了题为“Global rewiring of lipid metabolism to produce carotenoid by deleting the transcription factor genes ino2/ino4 in Saccharomyces cerevisiae”的研究论文,通过对酿酒酵母脂质代谢的全局性调控,显著提升了番茄红素的产量。

在酿酒酵母细胞中,脂质代谢受到复杂代谢网络的严格调控。转录因子复合体INO2/INO4通过激活磷脂、脂肪酸和甾醇生物合成途径中的多个基因(acc1、fas1和fas2),在脂质生物合成中起着至关重要的作用。类胡萝卜素的生物合成与脂质代谢具有共同的前体物质乙酰辅酶A。已有研究都集中在加强脂质合成(过表达ino2)进而促进类胡萝卜素积累。而该研究团队发现,降低acc1基因的表达可以提高番茄红素的产量,推测通过敲除ino2/ino4基因对脂质代谢进行全局调控,可能比过表达ino2基因更能促进类胡萝卜素的积累。为了验证假设,研究团队考察了不同ino2和ino4表达水平对番茄红素合成的影响,结果表明ino2和ino4敲除菌株番茄红素产量分别增加了2.6倍和1.8倍,而过表达ino2则无明显效果。这是首次报道转录因子基因ino2和ino4的敲除可以促进类胡萝卜素的积累。本研究表明,通过全局性调控脂质代谢是提升酿酒酵母类胡萝卜素生产效率的有效途径。

论文的第一作者为苏卜利副研究员,朱红惠研究员和邓名荣研究员为通讯作者。研究得到了国家重点研发计划-“绿色生物制造”(2021YFC2100900),广东特支计划(2021JC06N628),广东省科学院发展专项资金(2022GDASZH-2022010201)等项目的资助。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141813024012030