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【科研成果】中國科學院微生物研究所尹文兵團隊合作在定量表征真菌次級代謝基因調控回路研究中取得進展
絲狀真菌在青霉素等藥物生產中具有獨特的優勢，然而，絲狀真菌的合成生物學研究仍處于起始階段。主要原因是缺乏對于代謝產物產生邏輯的理解以及相應的開發方法。定量測量多細胞物種（如絲狀真菌）的基因時序表達非常困難，絲狀真菌合成生物學系統的開發和代謝產物的精確控制仍是一個相對新興的研究領域。
2024年10月27日，中國科學院微生物研究所尹文兵研究團隊和北京大學定量生物學中心羅春雄研究團隊合作在Advanced Science在線發表題為“Quantitative Characterization of Gene Regulatory Circuits Associated with Fungal Secondary Metabolism to Discover Novel Natural Products”的研究論文，報道了一種創新、高度準確和可靠的絲狀真菌調控基因的定量表征與應用方法。該方法基于微流控平臺的定制化創新、數學模型的整合以及多細胞絲狀真菌的單細胞化控制。利用這一方法，不僅克服了多細胞絲狀真菌基因表達定量的難題，而且實現了真菌重要代謝產物柄曲霉毒素和黑色素基因調控回路（gene regulatory circuits, GRC）的動態定量表征。該方法能夠很好的應用于藥物的控制生產，如免疫抑制劑霉酚酸（mycophenolic acid）和殺蟲藥物白僵菌素（beauvericin）的合成。而且還通過定量表征的元件，重構超過10個合成基因的多硫代二酮哌嗪類化合物的基因簇，成功獲得新穎天然產物。
中國科學院微生物研究研究所徐新然助理研究員、北京大學物理學院孫燕紅博士和中國科學院微生物研究所張安心博士研究生為論文共同第一作者，中國科學院微生物研究所尹文兵研究員和北京大學羅春雄教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和中國科學院等相關項目的經費支持。
圖1 基因調控回路的選擇、定量和應用
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