科学家们发现了芽殖酵母中的基因簇 对可再生能源产生了重大影响

酵母是复杂的生物，可能成为生物燃料生产的主力。为了将酵母转移到这个更大的角色，科学家需要了解导致复杂分子生成的遗传机制，如萌芽酵母中的铁结合分子pulcherrimin。科学家揭示了与pulcherrimin生产相关的四基因簇。进一步的测试揭示了每种基因的可能功能：两种生物合成酶，转运蛋白和参与生物合成和转运的转录因子。

酵母使用相同的途径制备pulcherrimin和生物燃料感兴趣的酒精异丁醇。一些酵母菌株将大量的碳导入pulcherrimin。由于pulcherrimin和异丁醇均由共同途径制成，这表明可以利用高pulcherrimin生产者的代谢控制来增加酵母中异丁醇的产量。这可以帮助工程酵母生产更大量的异丁醇。

尽管65年前发现了一种称为pulcherrimin的铁结合色素，但其生物合成的基因仍未被定性。来自芽生酵母亚门糖酵母的90个基因组中使用比较基因组学方法，来自大湖生物能源研究中心的研究人员确定了第一个酵母次级代谢物基因簇，并表明它负责pulcherrimin生物合成。

乳酸克鲁维酵母中的靶向基因破坏鉴定了四种基因中的每一种的推定功能：两种pulcherriminic acid生物合成酶，pulcherrimin转运蛋白和参与生物合成和转运的转录因子。功能性推定转运蛋白利用细胞外pulcherriminin络合铁的要求表明，pulcherriminic acid是一种铁载体，一种由微生物分泌的铁螯合化合物。该研究还表征并命名了两种基因，这两种基因以前在燃料生产模型酵母酿酒酵母中缺乏指定的功能。这种基因簇在芽殖酵母中的进化表明了pulcherrimin的生态作用，类似于其他微生物公共产品系统。

因为一些酵母物种特别擅长将碳汇集到pulcherrimin中，研究高水平pulcherrimin产生菌株如何在其代谢控制中被改变可以为模型生物中增加的生物燃料生产提供策略。