中国科学技术大学李文卫教授课题组近期在微生物废弃物资源化利用领域取得新进展，他们发现工程化的海洋细菌能够通过目标基因整合，实现无需抗生素的稳定生物合成宝贵化学物质。这一成果发表在 ACS Synthetic Biology 上，题为“Antibiotics-Free Steady Bioproduction of Valuable Chemicals from Organic Wastes by Engineered Vibrio natriegens through Targeted Gene Integration”。文章的共第一作者为硕士研究生孙丹和李会会。

在循环经济中，利用工程细菌进行化学品的生物合成具有广阔的前景，但传统方法中引入的质粒不稳定性是一个挑战。利用开发的双质粒INTEGRET系统能够将目标基因可靠地整合到需钠弧菌基因组中，使得该菌株成为一个平台，用于高效且稳定的生物合成，无需添加抗生素。INTEGRET系统允许以超过75%的插入效率，该系统还能实现在四个基因组位点同时插入基因，成功率达到54.3%，同时在多代中保持外源序列的稳定遗传。利用该工程菌株，可以从多种有机废物的发酵中高效合成PHB（聚羟基丁酸），效率与过表达质粒相当。当使用海水和糖蜜混合物作为原料时，实现了高达39.41%的PHB产率。研究还展示了INTEGRET系统在赋予细菌核黄素生产能力方面的扩展应用。

这项工作提供了一个可靠且高效的基因组编辑工具，有助于开发可持续和环境友好的生物平台，将生物质废物转化为有价值的化学物质。该研究得到了国家重点项目、国家自然科学基金项目和安徽省重点研发项目的支持。

论文链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.4c00669