華南理工團隊創下微生物甲醇耐受性最高記錄！

華南理工大學生物科學與工程學院

韓雙艷教授團隊

近日通過系統性改造

畢赤酵母甘油磷脂代謝通路

成功構建甲醇耐受性

達10%以上的工程菌株S33

該成果作為華南理工大學生物科學與工程學院在合成生物學與綠色生物制造領域取得的又一項重要突破，有望大力推動一碳生物煉制與低碳生物制造的產業化進程，直接服務于國家“雙碳”目標與綠色生物制造戰略需求。該成果也彰顯出華南理工大學生物學科的原始創新實力，以及服務國家重大戰略的積極作為。

論文截圖

團隊研究成果以“Membrane remodelling for increased methanol tolerance in Komagataella phaffii”為題，在《自然·合成》（Nature Synthesis）上發表。

韓雙艷教授為論文唯一通訊作者，博士生王帥為第一作者，華南理工大學為唯一通訊單位。研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃的資助。

作為可由二氧化碳、生物質轉化而來的可再生一碳原料，甲醇是替代糧食碳源的理想選擇。

然而，高濃度甲醇會破壞微生物細胞膜結構并引發氧化損傷，傳統改造策略僅能將微生物對甲醇的耐受上限提升至1%—5%，難以滿足高效低成本的工業化發酵生產需求。

甲醇高耐受畢赤酵母菌株S33的工程改造原理

通過系統解析高濃度甲醇脅迫下畢赤酵母的死亡路徑，研究團隊發現細胞膜甘油磷脂代謝發生顯著重塑，膜穩態維持是突破耐受極限的關鍵因素。在此基礎上，團隊協同過表達PET2、PSA、0178、0267四個關鍵基因，成功獲得工程菌株S33。

菌株S33的構建與高甲醇耐受性驗證

該菌株可在10%—13%甲醇環境下穩定存活，單次甲醇添加量最高可達16%。由于高濃度甲醇形成了天然抑菌環境，在無嚴格滅菌的補料分批發酵條件下，S33脂質產量可達40g/L，脂質占細胞干重40%，大幅提升了工藝經濟性，展現出良好的工業化放大潛力。

MLR-DMR 理論模型

基于上述發現，團隊首次提出“膜脂質重塑驅動代謝重編程（MLR-DMR）”理論模型，闡明了膜穩態與中心碳代謝協同調控機制，實現甲醇耐受改造從單一毒素解毒向細胞膜全局穩態調控的范式轉變，為嚴苛工業條件下高魯棒性微生物細胞工廠的構建提供了從理論模型到工程菌株的系統性解決方案。

相關成果鏈接：
https://www.nature.com/articles/s44160-026-01092-7

黨委宣傳部（融媒體中心）

信息來源：生物科學與工程學院

編輯：徐培木

微信排版：黃明華

初審：冀早早

復審：盧慶雷

終審：夏正林

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