近日，《美國化學會合成生物學雜志》報道，北卡羅萊納州立大學研究者對一種益生菌酵母進行了基因改造，使其在無菌小鼠腸道中產生β—胡蘿卜素。該研究提供了一套利用基因工具來修飾益生菌酵母進行生產的全部流程。
布拉酵母菌是一種益生菌酵母，可以耐受胃酸，在哺乳動物腸道中存活和繁殖，并且抑制有害細菌引起的腸道感染。該益生菌還易于轉化，可以在腸道中產生溶菌酶、IL-10等治療性蛋白質。
研究者驗證了兩種廣泛使用的CRISPR系統和專用于釀酒酵母數十種基因修飾工具在布拉酵母菌中的適用性，說明該益生菌是一種有潛力的生物制造菌種。研究者首先對布拉酵母菌的工程基因表達進行了迄今為止***全面的分析，在基于質粒和基因組的背景下，對布拉酵母菌遺傳部件(啟動子、選擇性標記、復制起源和終止子)的特征庫進行了描述。然后，研究者應用這些部件******構建了具有高水平的維生素前體(β—胡蘿卜素)和藥物生產的布拉酵母菌株系。對比研究發現布拉酵母菌可以在無菌小鼠腸道中穩定定居超過30天，并與共生微生物競爭利基空間，在正常或者抗生素處理的小鼠腸道中停留時間短(1~2天)。***后，研究者在14天的時間內在無菌小鼠腸道中合成β—胡蘿卜素(194μg)。
該研究是科研人員******在菌株中證明了異源小分子的原位生產，這項工作確立了在哺乳動物腸道內設計布拉酵母菌以生產小分子藥物的能力，并提供了一套可以調節滴度的工具。
