［本站讯］近日，微生物改造技术全国重点实验室教授侯进与瑞典查尔姆斯技术大学教授陈云合作在Trends in Biotechnology发表研究论文“A bacterial-derived quorum sensing platform enables dynamic metabolic control in yeast”。该研究成功将红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）来源的非经典的群体感应（Quorum Sensing, QS）系统：RpaI/RpaR，移植到酿酒酵母中，解决了困扰该领域多年的细菌源QS信号系统在真核生物中不兼容的问题。并通过偶联信号放大系统和信号转化系统，实现代谢途径多基因多维调控。山东大学博士后翟昊天为论文第一作者，侯进教授和陈云教授为论文通讯作者，山东大学为第一完成单位。该工作得到山东大学教授祁庆生，瑞典查尔姆斯技术大学、丹麦生物创新研究院教授Jens Nielsen和北京化工大学教授刘子鹤的支持。
群体感应介导的动态调控是一种重要的精确调控代谢流的调控技术。然而酿酒酵母等真核微生物底盘仍普遍缺乏高效稳健的群体感应系统。为了将细菌源的群体感应系统引入到酿酒酵母中，研究人员尝试将常规的费氏弧菌来源的LuxR/I系统引入到酿酒酵母中，但未能成功。进一步解析发现，酵母的脂肪酸合成系统将酰基载体蛋白锁在多酶复合体中，细菌合成酶无法接触底物，导致酵母无法合成细菌特有的酰基高丝氨酸内酯信号分子。本研究创新性的利用非经典的RpaI/RpaR系统，绕过经典细菌源群体感应信号分子在真核生物中的合成瓶颈，成功在酿酒酵母中建立了基于对香豆酰高丝氨酸内酯（pC-HSL）的群体感应系统。在此基础上，利用该线路控制Gal诱导系统，构建了信号级联放大系统。将级联放大线路与蛋白质支架介导的CRISPR干扰（CRISPRi）系统相结合，设计了将激活信号转换为抑制信号的信号转换系统，可同时实现代谢通路多基因的多维调控。
基于RpaI/RpaR群体感应系统的调控平台
为了展示该群体感应系统在多种代谢情境下的通用性和实用性，将该系统用以调控有毒代谢物、萜类化合物和有机酸的生物合成途径。结果显示，该系统能够实现细胞生长和产物合成的解耦，提高目标产物的产量，分别使产量提高1.7、3.0、4.1倍。该研究在酵母中建立了一个多功能、细菌来源的群体感应系统，为智能化动态调控提供了模块化、可扩展的工具箱。
