Recent advances in microbial 3-methyl-1-butanol production.
3-甲基-1-丁醇（3MB，又称异戊醇）是新兴的生物基溶剂、平台化学品和高级生物燃料候选物，在化工、能源和消费品领域需求持续增长。微生物合成提供了替代石化路线的可持续途径，但受途径复杂性、副产物形成、氧化还原失衡和产品毒性限制，工业可行浓度仍具挑战。本综述系统总结微生物 3MB 生产的最新进展，包括宿主菌株与途径工程、原料多样化和发...
10.3389/fbioe.2025.1673169
脂解耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）是一种具有油积存能力的酵母，已成为可持续生产高价值营养保健品的重要细胞工厂。其固有代谢特征表现为向关键前体乙酰辅酶A（acetyl-CoA）的高通量，使其适合合成类胡萝卜素、黄酮类化合物和特色脂质等复杂分子。本综述总结了工程化脂解耶氏酵母细胞工厂的最新进展，重点讨论代谢工程与合成...
Beyond Cutting: CRISPR-Driven Synthetic Biology Toolkit for Next-Generation Microalgal Metabolic Engineering.
微藻具有光驱动生长、CO2固定和合成多种高价值化合物的能力，是循环生物经济中可持续细胞工厂。然而，工业应用受生物限制和传统遗传工具不足阻碍。CRISPR-Cas系统最初通过靶向DNA切割实现精确基因编辑。本综述认为，其真正变革潜力在于超越切割，将CRISPR作为多功能合成生物学“瑞士军刀”。文章综合了CRISPR衍生工具的快速演进，...
A framework for complex signal processing via synthetic biological operational amplifiers.
工程遗传电路处理复杂生物信号仍面临非正交信号响应导致的串扰与精确控制难题。本研究提出一种将正交运算放大器（OA）整合到标准化生物过程中的框架，用于高效分解和放大复杂信号。作者通过工程化 σ/anti-σ 正交对、调节核糖体结合位点（RBS）强度，并采用开环与闭环构型，设计了可扩展的 OA 电路，以提高遗传电路的精度、适应性和信噪比。...
Screening system for MAA-CoA productivity using 2-methylcitrate biosensor.
甲基丙烯酸甲酯（MMA）是丙烯酸树脂的主要原料，其生物合成最有前景的路线是通过缬氨酸降解途径中间体甲基丙烯酰辅酶A（MAA-CoA）与甲醇缩合。由于 MAA-CoA 具有细胞毒性、稳定性差且异源途径酶活性低，该途径难以实现高效生产。为支持该途径及其酶的进化工程，作者构建了一种可高通量评估细胞内 MAA-CoA 水平的生物传感器系统。...
Development of a lysine biosensor for the dynamic regulation of cadaverine biosynthesis in E. coli.
腐胺是生物基聚酰胺的重要单体，具有广阔工业应用前景。在以葡萄糖为唯一碳源的大肠杆菌腐胺发酵中，前体赖氨酸的利用与细胞毒性腐胺积累之间的协调不足，是限制高产的主要瓶颈。本研究在大肠杆菌中开发了一种赖氨酸生物传感器，用于动态调控腐胺合成。该传感器基于赖氨酸转运蛋白 LysP、转录激活因子 CadC 以及受 Pcad 启动子控制的 GFP...
Modular and signal-responsive transcriptional regulation using CRISPRi-aided genetic switches in Escherichia coli.
精确而动态的转录调控是合成生物学构建稳健基因线路和可编程细胞系统的基础，但现有调控工具常受泄漏转录和可调性不足限制，尤其在高表达或复杂遗传背景下。本研究建立了一种 CRISPRi 辅助基因开关平台，将转录因子型生物传感器与 V-A 型 FnCas12a CRISPR 系统整合。该平台利用 FndCas12a 的 RNase 活性，直...
Modular deregulation of central carbon metabolism for efficient xylose utilization in Saccharomyces cerevisiae.
酿酒酵母中心碳代谢受到严格调控，且与所利用碳源紧密耦合，这给提高不同代谢通路通量的工程改造带来挑战。本研究提出一种模块化解除调控策略，以提高木糖经中心碳代谢的转化速率。作者采用多策略组合，包括启动子工程、转录因子操纵、生物传感器构建、异源酶引入和突变酶表达，在遗传和酶学水平对中心碳代谢的不同模块进行改造。研究首先构建并优化将乙酰辅酶...
Computer-assisted multilevel optimization of malonyl-CoA availability in Pseudomonas putida.
丙二酰辅酶A（malonyl-CoA）是脂肪酸/醇、黄酮类化合物和多酮类等工业价值产物生物合成的主要前体，但其在多数微生物宿主中胞内含量有限，制约了相关化学品生产。为此，作者提出一种多水平优化工作流，利用现代代谢工程技术系统提高 Pseudomonas putida 中 malonyl-CoA 水平。该工作流包括通过基因组尺度模型和...