整合代谢工程与生物过程优化实现枯草芽孢杆菌表面活性素高产
表面活性素（surfactin）是芽孢杆菌属产生的环状脂肽生物表面活性剂，有望替代石油基表面活性剂。然而天然菌株产量低、前体供应不足、发酵条件不理想等问题制约了其高效生产。本研究以携带完整内源 *sfp* 基因的枯草芽孢杆菌 ATCC 6051a 为出发菌株，通过多层级代谢工程改造与发酵优化，在 5 L 补料分批生物反应器中 27 小时内实现 52.32 g/L 的表面活性素产量，平均生产强度达
研究进展
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从Gibson组装到无细胞表达
托斯卡纳病毒（TOSV）是地中海地区流行的蚊媒白蛉病毒，可引起脑膜炎和脑炎等中枢神经系统感染。N蛋白因其在感染细胞中大量积累且是主要免疫靶标，成为诊断开发的理想候选。本研究建立了一套从病毒扩增到重组抗原验证的完整工作流程：采用Gibson® Assembly技术将TOSV N基因克隆入pT7CFE1-CHis质粒，通过无细胞体外合成系统在16小时内完成蛋白表达，产量足以支撑Western blot
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大肠杆菌代谢工程实现O-琥珀酰-L-高丝氨酸高效生产
O-琥珀酰-L-高丝氨酸（OSH）是合成琥珀酸、异丁醇、1,4-丁二醇等C4平台化学品及L-甲硫氨酸的关键前体。本研究利用大肠杆菌鞭毛系统的三级转录调控网络，构建了自诱导表达系统，动态平衡细胞生长与OSH合成。通过阻断降解途径、解除反馈抑制、改造葡萄糖摄取系统、增强前体与辅因子供给，并系统筛选鞭毛系统自调控启动子，最终在5 L发酵罐中实现138.1 g/L的OSH产量，为目前报道的最高水平。
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基于染色质可及性的酿酒酵母基因表达水平多机器学习模型预测
染色质可及区通常与转录因子结合和基因激活相关，但利用其序列特征预测基因表达的研究在酿酒酵母中仍属空白。本研究开发了Yeast-Gene——一个基于染色质可及区k-mer特征的监督机器学习模型，聚焦数百碱基对的局部序列，AUC达0.90。可解释性分析锁定AAGAA和CAAGA为高影响motif，二者可能与mRNA剪接相关。这些预测特征有望服务于合成生物学中高表达调控元件的理性设计。
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多组学改造解脂耶氏酵母产赤藓糖醇
赤藓糖醇作为零热量甜味剂市场持续扩大，但工业发酵长期受困于原料成本高和发酵起泡严重两大瓶颈。本研究从高渗环境中筛选到一株天然低产泡的野生解脂耶氏酵母167，建立了基于CRISPR-Cas9的高效基因编辑平台，结合基因组重测序、转录组和代谢组多组学分析揭示了赤藓糖醇合成途径的关键代谢瓶颈，经精准代谢工程改造使赤藓糖醇产量提高2.3倍。最终以小麦秸秆木质纤维素水解液为碳源，在5 L生物反应器中通过补料
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机器学习策略强化解淀粉芽孢杆菌发酵产1-脱氧野尻霉素
1-脱氧野尻霉素（1-DNJ）是一种具有重要药用价值的天然亚氨基糖生物碱，微生物发酵法是其可持续生产的重要途径。然而，发酵过程中营养参数与理化参数之间存在复杂的非线性交互作用，传统单因素优化难以捕捉。本研究以解淀粉芽孢杆菌ACCC 10270为出发菌株，将单因素实验与人工神经网络（ANN）相结合，在有限数据条件下构建了高效的预测模型。经单因素优化后，1-DNJ产量从842 ± 2.32 mg/L提
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冷大气等离子体经SOS-内溶素通路与铁稳态
革兰氏阳性菌膜囊泡（MVs）是天然生物材料，却因厚实细胞壁导致自然产量极低。本研究开发了一种绿色高效的物理策略——冷大气等离子体（CAP），诱导枯草芽孢杆菌高产MVs。CAP处理20秒使MVs颗粒产量提升10.19倍，优于传统超声破碎。CAP产生的酸性胁迫、活性氧氮物种（RONS）与物理放电协同作用，激活SOS应答、内溶素通路与铁代谢调控。CAP MVs保留球形纳米结构与99.96%的蛋白组分，生