Adv Sci | 基因组规模代谢建模指导的大肠杆菌菊酸从头生物合成的工程化研究

背景：菊酸是天然除虫菊酯的关键组分，具有高效低毒特性，但天然提取成本高、化学合成存在异构体，限制了其应用。研究目的：利用人工智能结合基因组规模代谢网络模型（GEM），改造大肠杆菌作为“细胞工厂”，实现菊酸的从头高效生物合成。结论：通过构建合成通路，利用GEM定位关键分流点，采用小RNA技术抑制分流，使中间产物产量提升2.6倍；进一步优化下游氧化反应限速步骤，产量提升至5.7倍，最终发酵产量达141.78mg/L，创下生物合成纪录。该研究为生物农药绿色制造开辟新途径，提供了“人工智能+代谢网络模型”的设计范式。