近日，国际代谢工程权威期刊《Metabolic Engineering》刊登了上海交通大学生命科学技术学院钟建江和白林泉教授共同指导的博士生谭高翼在井冈霉素工业高产菌代谢工程改造方面的最新研究论文（Gao-Yi Tan, Yao Peng, Chenyang Lu, Linquan Bai*, Jian-Jiang Zhong* (2015). Engineering validamycin production by tandem deletion of γ-butyrolactone receptor genes inStreptomyces hygroscopicus5008. Metabolic Engineering 28: 74-81. DOI: 10.1016/j.ymben.2014.12.003）。

       井冈霉素是由吸水链霉菌井冈变种（Streptomyces hygroscopicusvar.jinggangensis）产生的农用抗生素，因其高效无毒、对环境友好、抗性低的特点，为我国防治水稻纹枯病最为重要的生物农药之一。目前我国井冈霉素的年产量达5-7万吨，其施用范围和市场巨大。

       钟建江教授自2006年开始与邓子新教授团队开展紧密合作，该合作课题组近年揭示了γ-丁内酯（GBL）对井冈霉素合成的调控机制，首次阐释了类A因子级联系统调控井冈霉素生物合成的分子机制，为后续工程菌的高产改造提供了新思路，也展示了提高井冈霉素产量的简单有效的发酵新策略（Gao-Yi Tan, Linquan Bai*, Jian-Jiang Zhong* (2013). Exogenous 1,4-butyrolactone stimulates A-factor-like cascade and validamycin biosynthesis inStreptomyces hygroscopicus5008. Biotechnology and Bioengineering 110(11): 2984-93. DOI: 10.1002/bit.24965）。

       在本研究中，课题组发现在目前全基因组序列已知的放线菌中，包括井冈霉素产生菌吸水链霉菌5008在内的约三分之一的链霉菌基因组中含有多套对生的GBL调控系统，与经典的GBL调控系统具有显著不同。通过深入研究，课题组阐释了多套GBL系统对井冈霉素产生的调控机制，并基于该调控机制对井冈霉素工业菌进行代谢工程改造，成功实现了工业菌的进一步高产，将井冈霉素的产量由19 g/L提升到24 g/L，48小时发酵生产率由6.7 g/(L d)提高到9.7 g/(L d)，产量和产率均为目前报道过的最高值。

       该项研究成果提出的改造策略可显著提高工业高产菌株中井冈霉素的产量，对其他含有多套GBL系统的放线菌的代谢改造也具有指导意义，将有助于推动我国微生物制药产业的升级。