細胞工廠性能提升

細胞工廠綜合效率的提高受很多因素影響，包括高效的原料利用率、產物的儲存能力、優秀的發酵性能等多個方面。近期科學家們在亞細胞區室利用、產物儲存、酶載體和菌株抗污染等方面發展了新的策略。

細胞器空間的充分利用。細胞中的線粒體、高爾基體、內質網等細胞器能為生物反應提供催化環境。例如，利用導肽將法尼基焦磷酸合酶和瓦倫烯合酶定位到酵母細胞器線粒體中，可以增加工程菌天然香精瓦倫烯的合成；通過將嗎啡生物合成途徑中相關酶的?C?端錨定至內質網，可以增加嗎啡的生成率。

細胞膜工程。植物天然產物中有相當部分是疏水化合物，它們一般會滯留在細胞中，但由于細胞空間有限，從而影響目標產物的生產。中國科學院天津工業生物技術研究所的科學家近期研究了大腸桿菌細胞膜改造對提高萜類化合物合成能力的影響。研究結果顯示，調控與細胞膜合成相關基因，能使細胞的膜量增加并向內堆積，從而顯著提高用于存儲?β-?胡蘿卜素的空間，增加了工程菌中?β-?胡蘿卜素產量。

內質網工程。為功能酶提供更多的催化場地是近期發展的一種新方法，如通過敲除釀酒酵母的?PHA1?基因來提高酵母中內質網的含量，極大地增大了定位于內質網膜的細胞色素?P450?酶的附著空間，提高了酶的含量和催化產物的產量。

非典型營養物質利用。在工程菌大規模發酵生產過程中，雜菌的污染較常見，嚴重影響生產效率。Novogy?公司和美國麻省理工學院的科學家首先改造釀酒酵母、解脂耶氏酵母和大腸桿菌等微生物營養元素的利用途徑，通過在發酵過程中使用雜菌不能利用的營養元素建立發酵工藝，能顯著提高工程微生物細胞的抗污染能力。