“粮食安全是国之大者”，淀粉是为人类生命活动提供能量的关键粮食组分，也是重要的工业原料。近日，中国科学院天津工业生物技术研究所人工淀粉研发团队发展了一条以乙酸为原料的低碳酵母细胞淀粉合成路线。通过优化异源淀粉合成途径的表达强度、精确调控糖异生途径及淀粉分解代谢通路，并结合形态工程扩大胞内淀粉储存空间等工程化策略，系统解决了酵母天然代谢网络淀粉合成能力不足的瓶颈，实现了淀粉的低碳微生物高效合成，以电还原二氧化碳合成的乙酸为原料，淀粉含量达到细胞干重的47.18%，时空生产效率243.7 g/m²/d，生产强度达到160.9 mg/L/h，比其他微生物高一个数量级，为已报道工程细胞合成淀粉的最高水平。系统揭示了重塑细胞资源分配网络支撑高水平淀粉合成的新机制，并通过代谢调控与路径优化相结合的菌株工程，成功实现了人工微籽粒酵母细胞中的淀粉组成及淀粉-蛋白比例调控，展示了应用工程生物技术按需定制功能营养原料组成、创制理想食品和饲料的巨大潜力。

该研究工作得到了中国科学院战略性先导科技专项、天津市合成生物技术创新能力提升行动以及国家自然科学基金等项目的支持。相关成果近日发表在国际学术期刊Nature Communications。天津工业生物技术研究所博士生史智慧和科研助理徐赵玉为共同第一作者，马延和研究员、王国坤研究员和蔡韬研究员为论文的共同通讯作者。

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富含淀粉的人工微籽粒酵母细胞人工定制