CGM第559期：基因组规模的代谢模型指导大肠杆菌工程化从头合成菊酸

随着多组学数据与系统生物学的深度整合，合成生物学正在从传统的“试错”模式向基于代谢建模的“理性设计”跨越。植物天然产物作为药物前体与绿色农药的宝库，其复杂结构与低丰度的特性长期制约着工业化应用，开发高效的异源生物合成平台迫在眉睫。本研究聚焦于植物源天然农药除虫菊酯，针对关键非典型单萜结构单元——菊酸的生物合成，将基因组尺度代谢模型（GEM）作为导航系统，解析并重构了大肠杆菌底盘代谢网络。通过 in silico 模拟精准锁定关键通量分流节点，对代谢流定向阻断，并结合模型预测对下游关键酶进行适配。应用“计算模拟-湿实验验证”的闭环策略，成功将菊酸产量大幅提升，展示了系统合成生物学在解锁高价值天然产物制造方面的巨大潜力。