基于合成生物学理念的工程菌构建关键技术研究

微生物具有丰富的多样性，蕴含丰富的基因资源，在化学品合成和有毒化合物降解等生物催化领域占有重要地位。菌株的优劣直接关系到生物催化的效果，对生物催化有决定性影响。构建工程菌是获得优良菌株的较好方法，因为它可以充分利用已有的研究结果，对优良的性状以及多样的代谢途径，进行理性的重组和整合。异源表达系统和基因簇构建技术是构建基因工程菌的两个关键因素，现存的表达系统绝大部分需要IPTG诱导，诱导成本较高，不适合在生物催化领域使用，传统的基因簇构建方法非常繁琐且缺乏通用性。本课题拟针对这两个关键问题，利用多化合物诱导的启动子Psrp和自动诱导启动子Pa开发出适于生物催化的两种系列表达载体，并弄清它们的宿主范围和诱导表达特性，利用已有的丰富降解基因资源，借鉴合成生物学的理念，建立一个功能基因模块库以及基于该库的基因簇整合构建技术。

成功构建了两个可用有机溶剂诱导的宽宿主范围的表达质粒pMMS和pMMRS，并研究了构建的可被有机溶剂诱导的表达质粒的性质，又研究了构建的有机溶剂诱导表达质粒在双液相生物催化中的优势。这部分相关工作已经申报专利，并获得授权。另外还开展了基于Pc启动子的载体构建工作，成功的构建了系列表达载体，并利用相关的载体进行了生物催化的尝试，构建了用于DBT降解的菌株和用于丁二醇生产的菌株，效果比较好。相关成果已经发表，这些载体已经申请了相关专利，并已经形成知识产权。目前已发表SCI论文3篇申请专利5项。除此之外课题还针对合成生物学的其他问题开展了研究，进行了最小基因组相关的基因组学研究，进行了蓝细菌光合平台的构建研究工作，相关工作已经取得较好的进展和研究结果，目前已有一篇论文在投稿修回中，预计将会很快接收并刊出。