由于脂肪烴生物燃料具有高能量密度、低吸濕性和低揮發(fā)性，且與現(xiàn)有發(fā)動機和運輸設施相兼容等優(yōu)點，已經(jīng)成為傳統(tǒng)石化液體燃料的*替代品之一?；谒{細菌作為光合能源微生物體系的優(yōu)勢，通過藍細菌定向生物合成脂肪烴，實現(xiàn)單一生物體內(nèi)直接利用太陽能和二氧化碳制備新型生物液體燃料具有重要意義。
近日，研究所生物代謝工程團隊帶領下，從基因—蛋白—細胞等多尺度對藍細菌脂肪烴生物合成開展系統(tǒng)研究，取得一系列新進展。
在基因尺度，通過對19株野生藍細菌基因序列特征分析及構建菌株16SrDNA、脂酰ACP還原酶和脂肪醛脫甲酰加氧酶進化樹，初步解析了產(chǎn)烴關鍵基因的分子進化關系，并發(fā)現(xiàn)藍細菌形態(tài)特征與其脂肪烴組成之間存在一定關聯(lián)性，支鏈脂肪烴主要存在于絲狀藍細菌中。
在蛋白尺度，克隆、表達、表征了來自聚球藻PCC7942的脂肪醛脫甲酰加氧酶及還原系統(tǒng)，和異源（來自菠菜）及化學還原系統(tǒng)相比，同源還原系統(tǒng)更能促進脂肪醛脫甲酰加氧酶的活性，比化學還原系統(tǒng)的kcat提高了近2.7倍。
在細胞尺度，優(yōu)化構建了修飾脂肪烴生物合成途徑脂酰ACP還原酶和脂肪醛脫甲酰加氧酶等關鍵基因元件的多株基因工程藍細菌，脂肪烴產(chǎn)量zui高達到野生型的8倍。
同時，在藍細菌基因工程方法方面，建立了基于FRT/FLP重組系統(tǒng)的藍細菌基因工程無抗篩選新方法，實現(xiàn)了藍細菌中抗性標簽的循環(huán)利用，為多基因、多位點至基因組范圍的藍細菌遺傳改造，進一步顯著提高藍細菌脂肪烴生物合成效率奠定了技術基礎。
