近年來(lái)，由于全球氣候、環(huán)境和能源問(wèn)題，二氧化碳的封存、固定和轉(zhuǎn)化技術(shù)備受關(guān)注。光合自養(yǎng)原核生物藍(lán)細(xì)菌（cyanobacteria）由于生長(zhǎng)相對(duì)快、不產(chǎn)內(nèi)毒素、表達(dá)外源基因不形成包涵體等優(yōu)點(diǎn)，成為二氧化碳生物轉(zhuǎn)化的研究熱點(diǎn)。通過(guò)對(duì)藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行工程改造，已經(jīng)可以將二氧化碳生物轉(zhuǎn)化為一系列酮、醇、酸等化學(xué)品。
然而，在利用二氧化碳生產(chǎn)蛋白質(zhì)方面，一直進(jìn)展緩慢。目前在藍(lán)細(xì)菌中表達(dá)外源基因的啟動(dòng)子多來(lái)源于大腸桿菌，但即便用最強(qiáng)的大腸桿菌啟動(dòng)子，藍(lán)細(xì)菌中外源基因的表達(dá)水平仍然很低。
中國(guó)科學(xué)院微生物研究所李寅研究員和周杰博士研究小組，通過(guò)比對(duì)、分析不同物種啟動(dòng)子及表達(dá)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)并證明藍(lán)細(xì)菌基因組上的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)（Transcription Factor Binding Site, TFBS）對(duì)藍(lán)細(xì)菌啟動(dòng)子強(qiáng)度起決定作用。據(jù)此提出了設(shè)計(jì)藍(lán)細(xì)菌啟動(dòng)子時(shí)要考慮TFBSs的新原則，并開(kāi)發(fā)了一個(gè)適用于藍(lán)細(xì)菌的超強(qiáng)啟動(dòng)子Pcpc560。在Pcpc560的控制下，外源基因在藍(lán)細(xì)菌中的表達(dá)量可以達(dá)到可溶性蛋白的15%，與大腸桿菌中外源基因的表達(dá)水平相當(dāng)。
該工作為以二氧化碳為原料生產(chǎn)蛋白質(zhì)和化學(xué)品提供了一個(gè)重要工具，已于3月28日發(fā)表在自然出版集團(tuán)的Scientific Reports上。研究得到“973”計(jì)劃重大科學(xué)問(wèn)題導(dǎo)向項(xiàng)目“人工合成細(xì)胞工廠”資助。
微生物所在利用二氧化碳生產(chǎn)蛋白質(zhì)研究中取得進(jìn)展
