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近日，濱州醫學院藥學院（葡萄酒學院）高政權教授團隊（微生物代謝工程與高效利用團隊）在生物技術TOP期刊Biotechnology advances（IF 16.0，在121種應用微生物技術雜志中排名第3，在299種生物化學與分子生物技術雜志中排名第5）雜志上發表題為“Metabolic engineering and synthetic biology strategies for producing high-value natural pigments in microalgae，鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2023.108236”的論文。濱州醫學院為該文章第一署名單位和唯一通訊作者單位，2021級研究生曹凱（聯合培養）、崔玉琳副教授和我校兼職教授孫鳳杰為共同一作，高政權教授與孟春曉教授為通訊作者。
微藻是地球上主要初級生產力，它們不僅能夠通過光合作用大量吸收CO2增加碳匯,而且是地球生態系統中90%的氧氣制造者；除此以外微藻還能大量合成在醫藥，食品、化妝品、水產養殖、化工領域廣泛使用的活性物質。各種高附加值的天然色素就是其中典型代表，包括600多種類胡蘿卜素、藻膽素和葉綠素等。然而，除葉綠素外，大部分高附加值天然色素是微藻次生代謝產物，常規條件下產量很低，無法滿足商業化生產。利用代謝工程和合成生物策略來理性設計微藻細胞工廠是攻克上述瓶頸的好選項，這不僅可大幅降低生產成本，還能顯著提升微藻大規模生產高價值色素的效。文章分別從微藻色素分類、天然合成通路、健康、經濟價值、應用領域、以及利用代謝工程、合成生物學、多組學和CRISPR（基因編輯）技術在構建高產色素微藻細胞工廠方面的應用和最新前沿研究進展展開充分的論述，最后，論文對微藻色素商業化生產的挑戰及未來發展前景進行了展望。本文為生物醫藥、功能食品、醫美化妝和水產養殖相關產業從業人員提供了較豐富的相關信息，也為相關科學研究人員提供了微藻工程改造策略的路線圖，還為相關成果高效轉化提供了全新視角。
另外，該課題組近期還在綠色生物制造領域相繼發表了三篇研究論文。在Marine Drugs（海洋藥物，JCR Q1，IF 5.4）發表了題為“Promoting heme and phycocyanin biosynthesis in Synechocystis sp. PCC 6803 by overexpression of porphyrin pathway genes with genetic engineering，文章鏈接：https://doi.org/10.3390/md21070403”；在Microbial Cell Factories（微生物細胞工廠，JCR Q1，IF 6.4）發表了題為“Improved biosynthesis of heme in Bacillus subtilis through metabolic engineering assisted fed-batch fermentation，文章鏈接：https:// doi.org/10.1186/ s12934-023-02077-3”，上述兩篇文章利用遺傳工程和代謝工程手段分別改造藍藻集胞藻PCC 6803和枯草牙胞桿菌來高效生產有藥用價值的血紅素和藻藍素，研究結果顯示出這兩種微生物有較好的血紅素和藻藍素生產應用前景。在Archives of Biochemistry and Biophysics（生物化學與生物物理集刊，JCR Q1，IF 3.9）發表了題為：“Screening and identification of genes involved in β-alanine biosynthesis in Bacillus subtilis，文章鏈接：https:// doi. org/10.1016/j.abb.2023.109664”，該文章利用模塊化工程和合成生物學手段改造生物安全的枯草芽孢桿菌生產風靡美體健身界的食品添加劑--β-丙氨酸。研究結果顯示，通過改造的工程菌β-丙氨酸產量較出發株提高了17倍，顯示出較好的開發應用潛力。Marine Drugs文章通訊作者是孟春曉和高政權，后2篇文章通訊作者高政權，濱州醫學院是通訊作者單位。
上述這4項研究成果得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金重大基礎項目、山東省自然科學基金、煙臺開發區與科技領軍項目和濱州醫學院啟動基金的支持。
（責任編輯：魯峰）
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