微生物|生物工程师的致富之路：微生物细胞工厂打造指南( 二 )
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02 第二阶段：让合适的微生物去产正确的化合物
选好产品之后 ， 接下来的第二个问题是把目标化合物放到哪种底盘微生物中去生产？其实挑底盘微生物这件事 ， 优秀的工程师和优秀的教师的理念有相似之处 ， 好的老师会对不同的学生因材施教 ， 而好的工程师也懂得选择合适的微生物去生产它所擅长生产的化合物 ， 他们能够凭借两方面的经验选出合适的底盘微生物 。
一方面是对不同微生物先天优势的了解 ， 比如梭菌（Clostridium sp.）比较适合生产可以用作化工原料的丙酮和丁醇；棒杆菌属（Corynebacterium sp.）的微生物比较适合生产氨基酸；不透明红球菌（Rhodococcus opacus）和解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）适合生产脂类、脂肪酸和其衍生物；而放线菌（Actinomycetes）则适合生产抗生素和聚酮类化合物 。
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另一面是对不同微生物安全性的了解 。 有些由微生物产生的化学品是会直接被人类食用或者使用的 ， 比如日常生活中的调味品和会直接涂抹到肌肤表面的化妆品 。 如果要生产这类化合物 ， 工程师一般则会选择所谓的公认安全（GRAS：generally recognized as safe）的微生物作为底盘：酿酒酵母（S. cerevisiae）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、谷棒杆菌 (Corynebacterium glutamicum)、 乳酸菌（Lactic acid bacteria）和恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida KT2440）都是比较有名气的GRAS微生物 。
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【微生物|生物工程师的致富之路：微生物细胞工厂打造指南】
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03 第三阶段：设计化学品的“生产线”
底盘选好就可以设计针对目标化合物的生产线了 ， 所谓生产线 ， 就是生产原料经微生物代谢后转化成目标化合物的途径 ， 这些代谢途径的设计 ， 根据难易程度的不同可以分成三个级别：
入门级设计的理念是没有设计 ， 在这种情况下所选的底盘中恰好就有能产目标化合物的代谢途径 ， 比如酿酒酵母本来就能将葡萄糖转化成乙醇 ， 用它产乙醇 ， 在开始阶段就不用费太多精力 。
中级设计的理念是“移花接木” ， 其实也就是从其它物种中“抄答案” ， 借鉴得越多 ， 对工程师的技术要求越高 。
前两年 ， 首尔大学的工程师们想用酿酒酵母去生产一种能吸收紫外线的化合物-类菌孢素氨基酸（MAA） ， 酿酒酵母自己本身不能生产MAA ， 但蓝细菌可以 。 于是她们利用基因编辑技术 ， 把蓝细菌中的四个基因人为的在酿酒酵母中表达 ， 就和酿酒酵母中已有的代谢途径一起搭建起了完整的MAA合成途径 。
而困难版的“移花接木” ， 往往需要更广泛的借鉴 ， 比如斯坦福的工程师们曾经在酿酒酵母中设计并搭建出了本来只存在罂粟中的阿片类药物生产线 ， 在搭建的过程中 ， 她们总共向酿酒酵母中表达了多达20多个来源于植物、哺乳动物、细菌以及酵母菌本身的基因 。
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