清华大学/北理工《自然·通讯》：生物传感器偶联系统—单细胞转录组揭示高产细胞工厂的“分工协作”机制

背景：微生物细胞工厂生产植物天然产物时，高产菌株常出现产量漂移和退化问题，代谢成瘾策略虽可富集高产个体，但依赖对产物响应的生物传感器，且群体水平作用机制不明。研究目的：开发快速挖掘生物传感器的通用方法，构建生长-合成偶联系统以稳定高产表型，并利用单细胞转录组解析其微观机制。结论：基于转录组差异成功挖掘出对甘草次酸和美迪紫檀素响应的生物传感器，通过优化传感器动态范围并与必需基因偶联，使甘草次酸产量提升46.8%；单细胞转录组分析发现，偶联系统并未消除群体异质性，而是诱导了劳动分工，形成负责生产、增殖和静息的不同细胞簇，敲除非生产簇相关基因可进一步提高产量，这为优化细胞工厂提供了新策略。