华南理工大学生物科学与工程学院
韩双艳教授团队
近日通过系统性改造
毕赤酵母甘油磷脂代谢通路
成功构建甲醇耐受性
达10%以上的工程菌株S33
该成果作为华南理工大学生物科学与工程学院在合成生物学与绿色生物制造领域取得的又一项重要突破，有望大力推动一碳生物炼制与低碳生物制造的产业化进程，直接服务于国家“双碳”目标与绿色生物制造战略需求。该成果也彰显出华南理工大学生物学科的原始创新实力，以及服务国家重大战略的积极作为。
论文截图
团队研究成果以“Membrane remodelling for increased methanol tolerance in Komagataella phaffii”为题，在《自然·合成》（Nature Synthesis）上发表。
韩双艳教授为论文唯一通讯作者，博士生王帅为第一作者，华南理工大学为唯一通讯单位。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划的资助。
作为可由二氧化碳、生物质转化而来的可再生一碳原料，甲醇是替代粮食碳源的理想选择。
然而，高浓度甲醇会破坏微生物细胞膜结构并引发氧化损伤，传统改造策略仅能将微生物对甲醇的耐受上限提升至1%—5%，难以满足高效低成本的工业化发酵生产需求。
甲醇高耐受毕赤酵母菌株S33的工程改造原理
通过系统解析高浓度甲醇胁迫下毕赤酵母的死亡路径，研究团队发现细胞膜甘油磷脂代谢发生显著重塑，膜稳态维持是突破耐受极限的关键因素。在此基础上，团队协同过表达PET2、PSA、0178、0267四个关键基因，成功获得工程菌株S33。
菌株S33的构建与高甲醇耐受性验证
该菌株可在10%—13%甲醇环境下稳定存活，单次甲醇添加量最高可达16%。由于高浓度甲醇形成了天然抑菌环境，在无严格灭菌的补料分批发酵条件下，S33脂质产量可达40g/L，脂质占细胞干重40%，大幅提升了工艺经济性，展现出良好的工业化放大潜力。
MLR-DMR 理论模型
基于上述发现，团队首次提出“膜脂质重塑驱动代谢重编程（MLR-DMR）”理论模型，阐明了膜稳态与中心碳代谢协同调控机制，实现甲醇耐受改造从单一毒素解毒向细胞膜全局稳态调控的范式转变，为严苛工业条件下高鲁棒性微生物细胞工厂的构建提供了从理论模型到工程菌株的系统性解决方案。
相关成果链接：
https://www.nature.com/articles/s44160-026-01092-7
党委宣传部（融媒体中心）
信息来源：生物科学与工程学院
编辑：徐培木
微信排版：黄明华
初审：冀早早
复审：卢庆雷
终审：夏正林
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