丝状真菌具有较强的蛋白质合成与分泌能力，是工业蛋白质生产的重要宿主。嗜热丝状真菌具有耐高温生长和蛋白分泌优势，但现有丝状真菌工程菌种构建与筛选过程仍依赖人工操作，限制了大规模菌株改造。因此，建立高效的嗜热真菌工程化改造体系，对于推动嗜热真菌底盘开发及其在生物制造中的应用具有重要意义。

近期，中国科学院天津工业生物技术研究所田朝光研究员带领的真菌合成生物学研究组，以嗜热真菌嗜热毁丝霉（Myceliophthora thermophila）为研究对象，通过对囊泡运输及分泌调控相关基因进行组合改造，构建了具有增强胞外蛋白分泌能力的工程化底盘菌株GM8。该菌株在葡萄糖、淀粉和纤维素等不同碳源条件下均表现出较高的蛋白分泌水平，可作为重组蛋白表达的优良宿主。在此基础上，通过和所内薛超友研究员合作进一步优化遗传转化流程，提高了嗜热毁丝霉遗传转化效率，单次转化可获得超过500个独立转化子，为开展大规模工程菌株构建提供了技术基础。为实现高效菌株筛选，研究团队以漆酶MtLacA作为报告蛋白，利用研究所高通量自动化工业菌种铸造平台，建立了结合自动化菌落挑取和活性评价的半自动化丝状真菌工程菌种构建与筛选流程，建立了自动化真菌菌落挑取系统，转化子快速分离与并行处理，并结合ABTS显色反应建立活性导向筛选方法，通过菌落颜色变化快速识别候选高表达菌株，提高重组菌株筛选效率。基于该体系，获得的MtLacA高表达菌株在摇瓶培养条件下胞外漆酶产量达到约1.1 g/L；进一步在5 L发酵罐中以葡萄糖为碳源培养144 h，重组蛋白产量达到5.9 g/L。该体系进一步应用于葡萄糖氧化酶、糖化酶及猪源生长因子等多类异源蛋白表达菌株的构建，实现了丝状真菌从工程菌株构建、自动化筛选到功能验证的快速闭环。此外，MtLacA过表达菌株在木质素相关培养条件下表现出更强的菌丝生长能力，显示出其在木质纤维素生物转化中的应用潜力。

该研究建立了一个集嗜热真菌底盘改造、自动化菌落处理和活性导向筛选于一体的半自动化丝状真菌工程菌种构建体系，为嗜热真菌底盘开发及其在生物制造领域的应用提供了技术支撑。

该研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、国家重点研发计划和天津市科技重大专项等项目的支持，相关研究成果以发表于 Applied and Environmental Microbiology。中国科学院天津工业生物技术研究所联合培养硕士生弓朝晖和杨心语为论文共同第一作者，田朝光研究员和刘倩副研究员为论文共同通讯作者，薛超友研究员参与了部分研究工作。

论文链接

嗜热毁丝霉半自动化工程菌种构建技术及其在重组蛋白表达中的应用