行业动态资讯汇总： 1.中科院国际首次完成了水稻全生命周期空间培养实验一、中科院国际首次完成了水稻全生命周期空间培养实验 北京时间12月4日20时09分，神舟十四号飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。当天，随舱下行的载人空间站第三批空间科学实验样品在着陆场交付空间应用系统，并于5日凌晨返回北京，顺利运抵中科院空间应用工程与技术中心，空间应用系统总体与相关实验人员进行了实验样品基本状态的检查，确认返回样品完好后，顺利交接相关实验科学家。
据了解，返回的空间科学实验样品中包含了中科院分子植物科学卓越创新中心的水稻和拟南芥种子。这两种植物种子经历了120天的空间培育生长，完成了从种子到种子的发育全过程。其中，收获的水稻种子是国际上首次在轨获得的水稻种子。目前，返回水稻和拟南芥样品一部分已做固定处理，水稻种子将带回中科院分子植物卓越中心实验室继续培养。
水稻是人类主要的粮食作物，养活了世界上近一半的人口，也是未来载人深空探测生命支持系统的主要候选粮食作物。利用空间微重力进行水稻育种也是空间植物学研究的重要方向之一。种子既是人类的粮食，也是繁殖下一代植物的载体，人类要在空间长期生存，就必须要保证植物能够在空间完成世代交替，成功繁殖种子。但是，之前国际上在空间只完成了拟南芥、油菜、豌豆和小麦从种子到种子的培养，而主要粮食作物水稻，此前尚没有能够在空间完成水稻全生命周期的培养。
从2022年7月29日注入营养液启动实验，至11月25日结束实验，本项目共在轨开展实验120天，完成了拟南芥和水稻种子萌发、幼苗生长、开花结籽全生命周期的培养实验。期间航天员在轨进行了三次样品采集，包括9月21日孕穗期水稻样品采集；10月12日拟南芥开花期样品采集和11月25日水稻和拟南芥种子成熟期样品采集。采集后，开花或孕穗期样品保存于-80℃低温存储柜中，种子成熟期样品保存于4℃低温存储柜。12月4日，样品随神舟十四号返回地面。在北京完成交接样品后，将转运至上海实验室中做进一步检测分析。(本文来源：中科院分子植物卓越中心)
二、周雍进团队改造酵母高产香紫苏醇创二萜效价纪录 龙涎香在医学和生活中有很多的用处，它可以活血化瘀和通经活络，同时也具有填精髓和补肾阳的功效，还能治疗咳嗽咳痰，而且它有特殊香味，能够制作香料。然而，目前通过植物提取生产的方法既不经济也不环保，因为它需要费力且成本高的纯化程序，而且植物栽培对环境因素很敏感。近期，周雍进等人研究发现二萜类化合物香紫苏醇是替代龙涎香可持续供应的重要工业前体。用于生物制造的工程细胞工厂可以实现天然产品的可持续生产。然而，因为目标化合物的过度生产，严格的代谢调控对重组细胞新陈代谢提出了挑战。
近期，来自中科院大连化物所的周雍进等人在《Metabolic Engineering》上发表了名为”Engineering yeast for high-level production of diterpenoid sclareol ”的文章，作者使用了一种模块化的方法来全局重新连接细胞代谢，将细胞代谢从游离脂肪酸生物合成转变为二萜生产，分为三个模块：提供乙酰辅酶A的中心代谢模块、类异戊二烯生物合成途径模块和调节因子模块，首先原位恢复缺失的FFA1/4并移除用于脂肪酸生物合成的过表达基因(FAS1/2和TESA)，创建了一株有效供应乙酰辅酶A和NADPH的底盘菌株。在该底盘中过表达tHMG1、SpHMGR和ERG20*使香紫苏醇(菌株SCX23)的产量为6.4mg/L，是对照菌株CXM21的5.2倍，进一步过表达ERG10和HMG2*导致与菌株CXM22相比提高22倍(菌株SCX28为49.1mg/L)；接下来设计了异戊二烯途径，以改善香紫苏醇的生物合成。在菌株SCX32中，额外表达两个拷贝的HMG2*基因可将香紫苏醇产量提高到120.3mg/L。通过用HXT1启动子取代ERG9的天然启动子，下调ERG9的表达，通过阻止麦角固醇的生物合成，将香紫苏醇的产量提高到310.5mg/L；随后引入一种来自桃拟茎点霉的香叶基香叶基焦磷酸（Geranylgeranyl pyrophosphate，GGPP）合成酶(GGPPS)，它直接催化IPP(异戊烯基二磷酸)和DMAPP(二甲基烯丙基二磷酸)的C5单元形成GGPP。过表达融合基因BTS1-PaGGPPS使SCX38菌株的香紫苏醇产量提高到347.4mg/L；同时删除了SCX38菌株中的调节基因ROX1、DOS2、VBA5、YER134C、YNR063W和YGR259C，并观察到SCX42的香紫苏醇产量提高了1.7倍达到918mg/L。
本篇文献中菌株SCX42-LAC1-OYE3-UH的补料分批发酵使香紫苏醇的产量超过11.4g/L，这是到目前为止文献报道的最高的二萜效价，代谢通量分析表明，模块化的平衡代谢驱动代谢通量向目标分子的生物合成方向发展，转录分析表明，中心代谢基因的表达形成了新的平衡代谢，为其他微生物可持续生产的代谢工程奠定了基础。(原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1096717622001379?via%3Dihub)
三、以组蛋白去乙酰化酶抑制剂增效先导和碱基编辑 碱基编辑器和先导编辑器的开发提高了基因组精确突变的能力。四川大学姚少华和杨胜勇实验室通过一个简单的报告系统来筛选可能影响HEK293T细胞中碱基编辑和先导编辑效率的小分子候选者。通过对靶向染色质修饰剂、细胞周期进程、有丝分裂、DNA损伤反应或DNA修复的小分子进行了重点筛选，确定了一组明显提高先导编辑插入效率的组蛋白去乙酰化酶抑制剂。测试利用PE3介导插入、缺失和点突变，发现在HEK3位点HDACi将PE3插入40bp的效率提升了137%，40bp缺失增加了130%，但是意外的是，HDACi并没有提高PE介导的点突变，而是起了抑制作用，点突变效率从平均15.7%下降至9%，其余位点也显示出相同的趋势，证明HDACi对于先导编辑插入和缺失有利，对于点突变不利。同时，也发现HDACi能提高胞嘧啶和腺嘌呤碱基编辑器的效率。HDACi提高了胞嘧啶碱基编辑器产物的纯度，同时上调了尿嘧啶DNA糖基化酶和尿嘧啶DNA糖基化酶抑制剂的乙酰化，并增强了它们的相互作用。
总的来说，本研究发现通过调节内源途径可以改善人类细胞中碱基编辑和先导编辑效率，HDACi不仅能够提升先导编辑的插入和缺失效率，也对胞嘧啶和腺嘌呤碱基编辑器有所提升。
近日，北京理工大学霍毅欣等人在bioRxiv在线发表文章：A tRNA Modification-based strategy for Identifying amiNo acid Overproducers (AMINO)。对tRNA关键结构的修饰可以降低氨酰基-tRNA合成酶催化的tRNA的氨基酰化水平。在双底物反应中，随着浓度的增加，氨基酸可以提高由特异性tRNA修饰引起的氨基酰化速率降低。在该研究中，作者利用相应的工程tRNAs和报告基因开发了一个特定氨基酸高产菌的筛选系统。作为概念验证，通过基于生长和/或荧光激活细胞分选（FACS）的筛选分别从大肠杆菌和谷氨酸棒状杆菌的随机突变库中筛选出L-色氨酸等五种氨基酸高产菌。
这项研究提供了一种通用策略，可用于琥珀终止密码子重编码或非重编码宿主中蛋白质和非蛋白质氨基酸高产菌的筛选。(原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1096717622001379?via%3Dihub)
四、霍毅欣等人以修饰tRNA高筛对应氨基酸高产菌的筛选 随着对氨基酸需求的不断增长，氨基酸拥有数十亿美元的市场，促进高性能微生物工厂的发展。然而，仍然缺乏一种适用于所有蛋白质和非蛋白质氨基酸的筛选策略。
近日，北京理工大学霍毅欣等人在bioRxiv在线发表文章：A tRNA Modification-based strategy for Identifying amiNo acid Overproducers (AMINO)。对tRNA关键结构的修饰可以降低氨酰基-tRNA合成酶催化的tRNA的氨基酰化水平。在双底物反应中，随着浓度的增加，氨基酸可以提高由特异性tRNA修饰引起的氨基酰化速率降低。在该研究中，作者利用相应的工程tRNAs和报告基因开发了一个特定氨基酸高产菌的筛选系统。作为概念验证，通过基于生长和/或荧光激活细胞分选（FACS）的筛选分别从大肠杆菌和谷氨酸棒状杆菌的随机突变库中筛选出L-色氨酸等五种氨基酸高产菌。
这项研究提供了一种通用策略，可用于琥珀终止密码子重编码或非重编码宿主中蛋白质和非蛋白质氨基酸高产菌的筛选。
