近日，华南理工大学生物科学与工程学院韩双艳教授团队通过系统性改造毕赤酵母甘油磷脂代谢通路，构建了甲醇耐受性达10%以上的工程菌株S33，有望推动一碳生物炼制与低碳生物制造的产业化进程。相关研究成果发表于《自然·合成》。
作为可由二氧化碳、生物质转化而来的可再生一碳原料，甲醇是替代粮食碳源的理想选择。然而，高浓度甲醇会破坏微生物细胞膜结构并引发氧化损伤，传统改造策略仅能将微生物对甲醇的耐受上限提升至1%~5%，难以满足高效低成本的工业化发酵生产需求。
研究团队通过系统解析高浓度甲醇胁迫下毕赤酵母的死亡路径，发现细胞膜甘油磷脂代谢发生显著重塑，膜稳态维持是突破耐受极限的关键因素。在此基础上，团队通过表达PET2、PSA、0178、0267四个关键基因，成功获得工程菌株S33。该菌株可在10%~13%甲醇环境下稳定存活，单次甲醇添加量最高可达16%。由于高浓度甲醇形成了天然抑菌环境，在无严格灭菌的补料分批发酵条件下，S33脂质产量可达40克/升，脂质占细胞干重40%，大幅提升了工艺经济性，展现出良好的工业化放大潜力。