《Metabolic Engineering》丨高通量筛选氨基酸高产菌株的新策略来了

氨基酸的生产现状及AMINO策略的示意图

氨基酸是构成生命的物质基础。当下，氨基酸广泛应用于食品、动物饲料、制药和化妆品行业。到2026年，全球氨基酸市场价值预计将达到296亿美元，复合年增长率(CAGR)为6-8%。微生物发酵是氨基酸生产的主要方法，占全球氨基酸产量的80%。而发酵的关键是获得高性能的发酵菌株。目前，氨基酸高产菌株的选育主要依靠构建突变库和后续筛选，突变库的建立方法已经较为成熟，筛选策略就很大程度上决定了最终能否获得理想的氨基酸高产菌株。

近日，北京理工大学霍毅欣教授团队为氨基酸高产菌株的高通量筛选提供了一种通用、便捷且无毒的策略，极大地提升了氨基酸高产菌株筛选策略的可操作性，普适性和通量。仅需引入改造后的tRNA和筛选标记基因，即可实现对20种天然氨基酸、各种非蛋白质氨基酸、用于氨基酸生物合成的高效酶和生物元件以及氨基酸衍生物的高产菌株筛选。该策略背后的机制可能会为构建用于参与其他双底物反应的底物高产菌株提供新的思路。此外，团队系统地总结了氨基酸高产菌株筛选领域的最新进展，全面回顾了基于营养缺陷型、基于生物传感器和最新的基于翻译过程的氨基酸高产菌株的筛选策略，详细讨论了这些策略的设计原则、应用范围、工作效率、筛选精度和普适性。