近日，湖北工业大学生物工程与食品学院带领的HBUT-China团队成功开发先进的CRISPR-MAD7（Cas12a）基因编辑系统，使秸秆生物基有效转化成高附加值产物番茄红素，实现了产品减碳和可持续发展。

据了解， CRISPR-MAD7（Cas12a）基因编辑系统包含两个关键组成部分，一种是行使DNA双链切割功能的Cas蛋白MAD7，而另一种则是具有导向功能的crRNA。“利用这个系统，我们可以重新设计菌株的遗传路线，改变菌株的生长和生产特性，使微生物细胞更高效地生产目的产物。”这个项目学生负责人江益明说。

为了更好地将这一系统应用于菌株改造，优化系统所需的表达元件是关键步骤，HBUT-China团队经过半年的不懈努力，获得了理想的实验结果。“依靠CRISPR-MAD7系统，我们对谷氨酸棒杆菌进行了一系列改造，成功构建了高产的番茄红素菌株。相对于原始菌株，我们的重组菌株产量提高了134倍。”HBUT-China团队王念念说。

整个团队的研究不限于实验室，还进行了实地调研。他们发现农村地区存在大量未有效利用的秸秆，而且对秸秆的处理方式仍然相对原始。这一发现促使团队将焦点放在了利用秸秆生物基高产番茄红素上，旨在实现绿色环保和节能经济的效果。

“这些废弃物秸秆能成为培养菌群的原料吗？”带着这样的疑问，他们继续进行相关的研究。

“经过实验对比，相较普通葡萄糖，改造后的菌株在秸秆葡萄糖中培养后，产生了更多的番茄红素。番茄红素可添加到药品、保健品、化妆品中去，有广阔的应用前景。以秸秆为菌群的‘养分’生产高值产品，为环境保护和秸秆处理提供了新思路。”指导老师郑学云说。（李雄风、李禾、李明洋）