浙江
人們很早就發(fā)現(xiàn)，魚卵里有一種叫g(shù)adusol的物質(zhì)，既能吸收紫外線，又能抗氧化。但它在大自然中含量極低，靠提取根本不夠用。以前也有科學(xué)家試著用微生物來生產(chǎn)，可產(chǎn)量一直上不去，離工業(yè)化還很遙遠(yuǎn)。
2026年5月14日，江南大學(xué)李江華、胥睿睿和康振團(tuán)隊(duì)在《生物技術(shù)趨勢》上發(fā)表了一項(xiàng)研究，題目是《多維度工程化大腸桿菌實(shí)現(xiàn)高效合成gadusol及高通量定量分析》。他們做的工作，就是重新設(shè)計(jì)大腸桿菌的代謝網(wǎng)絡(luò)，讓這種細(xì)菌大量生產(chǎn)gadusol。
先把斑馬魚體內(nèi)合成gadusol的兩個關(guān)鍵酶基因裝進(jìn)大腸桿菌，但最初的產(chǎn)量只有每升45毫克。為了能快速判斷哪些改造有效，團(tuán)隊(duì)先搭了一個簡單好用的檢測方法——利用gadusol能把紫色DPPH自由基變成無色的特性，用酶標(biāo)儀測顏色變化就行了。相比傳統(tǒng)的高效液相色譜，這個方法快得多，一次能測幾百個樣品。
有了檢測工具，他們又建了一個小RNA調(diào)控庫，一口氣試了100個代謝相關(guān)基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，把糖酵解路徑上的pfkA、pgk和tal這三個基因“關(guān)小”，再把磷酸戊糖途徑里的zwf、gnd和tktA三個基因“開大”，碳流就會被引導(dǎo)到gadusol合成上去。這一套組合調(diào)整下來，產(chǎn)量提到了每升700毫克。
接下來，團(tuán)隊(duì)盯上了關(guān)鍵酶TktA。這個酶負(fù)責(zé)生成合成gadusol所需的前體物。他們把TktA第26位的組氨酸換成絲氨酸后，反應(yīng)更容易朝生成產(chǎn)物的方向走。再加上給細(xì)菌補(bǔ)充煙酸和甲硫氨酸，并重建了輔因子SAM的再生回路，產(chǎn)量最終在搖瓶里達(dá)到了每升965毫克。
在5升發(fā)酵罐里做分批補(bǔ)料培養(yǎng)，gadusol的最高產(chǎn)量沖到了每升4.2克，生產(chǎn)強(qiáng)度是每小時0.26克。用紫外線測試卡試了試，每升100毫克的gadusol就能明顯擋住紫外傷害。這項(xiàng)研究不僅給天然防曬劑的生產(chǎn)找到了新路子，也為其他抗氧化活性物質(zhì)的微生物制造提供了一個可以復(fù)用的技術(shù)框架。
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