作者：周勉
近日，我校生物工程学院、生物反应器工程国家重点实验室周勉课题组在毕赤酵母光控型转录与翻译系统的构建工作取得重要进展，相关成果以“Design and construction of light-regulated gene transcription and protein translation systems in yeast P. Pastoris“为题，发表于综合性科技期刊Journal of Advanced Research。
目前，毕赤酵母系统中超过95%的重组蛋白表达依赖甲醇诱导型启动子PAOX1，而甲醇的使用增加了易燃易爆的风险。除启动子外，在翻译层面也缺乏直接调控蛋白质合成行为的有效工具。针对这些问题，课题组将粗糙脉孢菌的光感应元件移植入毕赤酵母，构建光调控型基因转录和蛋白质翻译系统。
在粗糙脉孢菌中，蓝光传感器 WHITE COLLAR-1 (WC1)与WHITE COLLAR-2 (WC2)形成复合物(WCC)，并与称为光响应元件（LRE）的特殊DNA序列呈现光照特异性结合。课题组将WCC与毕赤酵母内源转录因子融合设计，将LRE和内源核心启动子嵌合设计，分别构建了光诱导和阻遏型启动子。以GFP和荧光素酶为报告基因显示，光诱导型启动子调控严格，强度高于组成型启动子PGAP的70%。同时，课题组将以上设计应用于tRNA，构建了光阻遏型tRNA表达元件。在目标基因序列中设计“稀有密码子刹车”，通过光照对tRNA的表达调控实现对蛋白质翻译行为的调控，从而构建了光阻遏蛋白翻译系统。
综上，课题组构建的光控型转录和翻译系统为毕赤酵母中重组蛋白的调控表达提供了新的工具。
该项研究工作得到了国家重点研发计划和上海市自然科学基金等项目的资助。生工学院硕士研究生张思雨、张嘉禛、林茹为论文共同第一作者，周勉副教授为论文通讯作者。感谢蔡孟浩教授在菌株和酵母工具方面给予的帮助和支持。
论文连接：https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.08.008