β-胡蘿卜素是一種四萜類化合物，常作為色素或營養(yǎng)添加劑用于食品和動物營養(yǎng)，目前主要由化學(xué)合成或三孢不拉霉發(fā)酵生產(chǎn)。β-胡蘿卜素可由乙酰輔酶A（或丙酮酸和甘油醛-3-磷酸）經(jīng)12步生物合成，將相關(guān)基因導(dǎo)入釀酒酵母或大腸桿菌可獲得異源產(chǎn)β-胡蘿卜素細胞。解脂耶氏酵母作為一種產(chǎn)油酵母，乙酰輔酶A供應(yīng)充足，并能將高度疏水的萜類分子存儲在胞內(nèi)油滴中，具備高產(chǎn)β-胡蘿卜素的潛力。
中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所合成生物學(xué)重點實驗室楊晟研究組與華東理工大學(xué)、浙江醫(yī)藥三方合作開發(fā)了解脂耶氏酵母基因組編輯工具（Gao S, Biotechnol. Lett.2014; J. Ind. Microbiol. Biotechnol .2016）。近日，《代謝工程》（metabolic Engineering）發(fā)表了他們題為Iterative integration of multiple-copy pathway genes in Yarrowia lipolytica for heterologous β-carotene production 的科研成果。通過對β-胡蘿卜素異源合成途徑的11個編碼基因進行強啟動子替換和多輪拷貝數(shù)疊加，以優(yōu)化的培養(yǎng)基補料發(fā)酵可產(chǎn)4g/L的β-胡蘿卜素，產(chǎn)物絕大部分儲存在胞內(nèi)油滴中。此項研究表明解脂耶氏酵母是一種理想的可用于生產(chǎn)疏水性萜類化合物的細胞工廠。
該研究工作得到了國家“973”項目（973: 2014CB745101）和浙江醫(yī)藥的資助，由華東理工大學(xué)博士研究生高書良在前期多項工作基礎(chǔ)上與其他組員合作完成，上海生科院植生生態(tài)所副研究員蔣宇，華東理工大學(xué)兼職教授、中國醫(yī)藥工業(yè)研究總院研究員陳代杰與浙江醫(yī)藥子公司上海來益生物藥物研究開發(fā)中心有限責(zé)任公司博士戈梅參與了指導(dǎo)。工程細胞已在浙江醫(yī)藥開展中試評估。
