記者5月22日從中國農業科學院麻類研究所獲悉，該所功能因子利用與生物合成創新團隊研究人員從水稻根際土壤中分離得到一株新的紅酵母，在染色體水平上首次獲得了紅酵母高質量基因組信息，并首次發現紅酵母發酵代謝物具有很好的抗炎特性。該研究為合成類胡蘿卜素細胞工廠的構建提供理論基礎。
相關研究結果最近發表在《國際生物大分子雜志》(International Journal of Biological Macromolecules)上。
類胡蘿卜素是合成維生素的重要前體，存在于高等植物和微生物中，并且廣泛應用于心血管疾病治療、癌癥預防等領域。紅酵母具有保守的類胡蘿卜素生物合成途徑，與其他酵母相比，紅酵母的類胡蘿卜素生物合成過程具有營養需求簡單、生長時間短、適應性強等特點。
然而，與其它細胞工廠相比，紅酵母的研究進展非常有限，主要原因在于其遺傳背景不清晰，重要基因的功能注釋缺乏以及不同紅酵母之間遺傳差異阻礙了紅酵母在代謝和基因工程中的應用。
該研究通過基因組測序獲得紅酵母中目前最高質量的基因組-染色體級別的基因組信息。比較基因組學分析顯示，該紅酵母類胡蘿卜素生物合成關鍵基因拷貝數多于其他紅酵母。轉錄組學和代謝組學分析顯示，發酵過程中脂質和類胡蘿卜素生物合成顯著富集。
隨后，研究人員通過細胞實驗發現，發酵時間越長，該紅酵母的代謝產物具有更強的抗炎特性。研究系統闡述了紅酵母高效合成類胡蘿卜素的分子機制，揭示了粘紅酵母作為生物合成類胡蘿卜素和其他活性化學物質新的底盤細胞的潛力。
該研究獲得國家自然科學基金、湖南省自然科學基金與中國農業科學院科技創新工程的資助。
相關論文信息：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38719011/
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