合成类胡萝卜素新的底盘细胞被发现

近日，中国农业科学院麻类研究所功能因子利用与生物合成创新团队的研究人员从水稻根际土壤中分离得到一株新的红酵母，在染色体水平上首次获得了红酵母高质量基因组信息。比较基因组学分析显示，与其他红酵母相比，该红酵母具有更多的类胡萝卜素合成关键基因拷贝数，并首次发现红酵母发酵代谢物具有很好的抗炎特性。该研究突出了优质酵母菌株作为合成类胡萝卜素和其他活性化学物质底盘细胞的潜力，为合成类胡萝卜素细胞工厂的构建提供理论基础。相关研究结果发表在《国际生物大分子杂志》(InternationalJournal ofBiologicalMacromolecules)，题为“A chromosome-scale genome provides new insights into the typical carotenoid biosynthesis in the important red yeast Rhodotorula glutinis QYH-2023 with anti-inflammatory effects”。

类胡萝卜素是合成维生素的重要前体，存在于高等植物和微生物中，并且广泛应用于治疗心血管疾病，预防癌症等。红酵母具有保守的类胡萝卜素生物合成途径，与其他酵母相比，红酵母的类胡萝卜素生物合成过程具有营养需求简单、生长时间短、适应性强等特点。然而，与其它细胞工厂相比，红酵母的研究进展非常有限，主要是由于遗传背景不清晰，缺乏重要基因的功能注释以及不同红酵母之间遗传差异阻碍了红酵母在代谢和基因工程中的应用。

本研究从水稻根际土壤中分离得到一株新的粘红酵母，通过基因组测序获得红酵母中目前最高质量的基因组-染色体级别的基因组信息。比较基因组学分析显示，该红酵母类胡萝卜素生物合成关键基因拷贝数多于其他红酵母。转录组学和代谢组学分析显示，发酵过程中脂质和类胡萝卜素生物合成显著富集。随后通过细胞实验发现，发酵时间越长，该红酵母的代谢产物具有更强的抗炎特性。该研究系统阐述了红酵母高效合成类胡萝卜素的分子机制，揭示了粘红酵母作为生物合成类胡萝卜素和其他活性化学物质新的底盘细胞的潜力。

该研究获得国家自然科学基金、湖南省基金与中国农业科学院科技创新工程的资助。

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38719011/