微生物細胞工廠中多基因表達的控制策略

姜天翼，李理想，馬翠卿，許平

1 山東大學 微生物技術國家重點實驗室，濟南 250100

2 上海交通大學 微生物代謝教育部重點實驗室，上海 200240

細胞工廠的優化

微生物細胞工廠中多基因表達的控制策略

姜天翼1，李理想1，馬翠卿1，許平2

1 山東大學 微生物技術國家重點實驗室，濟南 250100

2 上海交通大學 微生物代謝教育部重點實驗室，上海 200240

微生物代謝工程和合成生物學是當今微生物技術領域研究的熱點，微生物的生長速度快、容易進行大規模培養；遺傳背景清楚、遺傳操作簡便可靠等性質使其在與人類生活相關的多個領域中起到重要的作用。微生物細胞工廠是指人工設計的能夠進行物質生產的微生物代謝體系。許多微生物細胞工廠的構建由于引入多個基因或整條代謝途徑，而可能導致代謝失衡、部分代謝中間產物積累等問題，需要使用一定的調控策略加以控制。以下對涉及多個基因作用的微生物細胞工廠中所使用的調控策略，分為若干層次進行了總結和探討，并對今后多基因控制策略的發展方向進行了預測與展望。

微生物細胞工廠，代謝工程，多基因表達，基因表達調控

Abstract:Microbial metabolic engineering and synthetic biology are important disciplines of microbial technology nowadays.Microbial cells are fast growing, easy to be cultivated in large scale, clear in genetic background and convenient in genetic modification. They play an important role in many domains. Microbial cell factory means an artificial microbial metabolic system that can be used in chemical production. The construction of a microbial cell factory needs transferring of multiple genes or a whole metabolic pathway, which may cause some problems such as metabolism imbalance and accumulation of mesostates. This review focuses on the regulation strategies of different levels involving simultaneous engagement of multiple genes. Future perspectives on the development of this domain were also discussed.

Keywords:microbial cell factory, metabolic engineering, expression of multiple genes, gene expression regulation

微生物是自然界中結構最為簡單、研究最為深入，而應用潛力十分巨大的物種。人類利用微生物進行工業生產具有悠久的歷史，其產物從傳統的酒、醋等食品已經延伸到現在的燃料、醫藥、化工制品等與人類社會息息相關的各個領域。傳統的微生物應用方法為從自然界中按照一定的要求直接篩選，或再通過誘變方法得到目的菌株或菌群即加以應用。……