用系统生物学技术优化大肠杆菌代谢途径以过量合成番茄红素的研究

在人类基因组计划带动下出现的一系列组学已将生命科学的研究推向到系统生物学时代。组学的研究能指导代谢工程设计，提高目标代谢产物的产量。我们计划在已构建的产番茄红素的重组大肠杆菌的基础上，针对番茄红素的代谢途径的特征，整合国际同行的多个研究策略，采用基因敲除和关键基因过量表达技术，构建初步优化的重组大肠杆菌；然后利用基于较大遗传差异的基因组改组技术对初步优化的工程菌进行定向进化；最后通过测定不同工程菌的比较蛋白质组学图谱、酶活和中间产物的差异，系统研究大肠杆菌合成番茄红素的代谢调控机制，对代谢途径进行最终的优化。本研究涉及利用蛋白质组学技术指导代谢工程的设计，是代谢工程的前沿课题，具有重要的科学意义。项目的研究将为代谢途径的改造提供新的策略，推动我国代谢工程学科的发展，其结果将推动我国番茄红素的研发，促进我国工业生物技术产业的升级，具有广阔的应用前景。