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近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員周雍進團隊與上海交通大學副教授魯洪中合作，在酵母系統(tǒng)生物學研究中取得新進展。研究團隊通過整合分析全球1807株釀酒酵母菌株的基因組與生態(tài)位數(shù)據(jù)，構(gòu)建了高覆蓋度的釀酒酵母泛基因組及菌株特異性代謝模型，系統(tǒng)解析了酵母通過基因組精簡與代謝重編程適應(yīng)多樣化環(huán)境的分子機制。釀酒酵母在烘焙、釀酒等領(lǐng)域具有悠久的應(yīng)用歷史，在自然與人工環(huán)境中均展現(xiàn)出強大的適應(yīng)性進化能力。盡管不同進化分支的菌株在遺傳和表型上存在顯著多樣性，但其在代謝水平上的差異尚不清晰。目前，全球科研與工業(yè)界主要依賴少數(shù)實驗室菌株，如S288c、CEN.PK，作為出發(fā)菌株，限制了對酵母自然多樣性資源的開發(fā)與利用。因此，如何篩選最優(yōu)菌株以構(gòu)建服務(wù)于醫(yī)藥、能源、化工等領(lǐng)域的酵母細胞工廠，成為亟待解決的問題。研究團隊創(chuàng)建了高質(zhì)量酵母泛基因組與菌株特異性代謝模型數(shù)字資源庫?；诖耍芯拷⒘恕胺夯蚪M-代謝模型-多組學整合”的多維度分析流程，為從系統(tǒng)層面理解微生物的環(huán)境適應(yīng)性及代謝特性提供了新的理論框架。以工業(yè)乙醇生產(chǎn)菌株為例，研究團隊從基因、轉(zhuǎn)錄及代謝通量三個維度證實，強化糖酵解下游途徑與乙醇的高效合成密切相關(guān)。該發(fā)現(xiàn)為后續(xù)乙醇及其衍生物細胞工廠的理性設(shè)計提供了重要線索。相關(guān)研究成果以Yeast adapts to diverse ecological niches driven by genomics and metabolic reprogramming為題，發(fā)表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等的支持。論文鏈接研究開發(fā)出酵母泛基因組數(shù)字模型與代謝網(wǎng)絡(luò)分析方法