2016年3月15號(hào)，來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校的研究者在Nature Communications發(fā)表了題為：Global metabolic rewiring for improved CO2 fixation and chemical production in cyanobacteria的研究論文。研究者對(duì)細(xì)長(zhǎng)聚球藻(Synechococcus elongatus PCC 7942)的葡萄糖代謝途徑和卡爾文循環(huán)進(jìn)行改造，提高葡萄糖利用和二氧化碳固定能力，使2， 3-丁二醇產(chǎn)量提高至12.6 g/L，生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)1.1？g/？L/d。內(nèi)在調(diào)節(jié)的解除使工程菌能夠在沒(méi)有光的情況下固定CO2和2，3-丁二醇，為工業(yè)應(yīng)用的邁出重要一步。

藍(lán)**已經(jīng)被工程化改造吸收CO2產(chǎn)生各種化合物，但受限于對(duì)連續(xù)光照依賴性和碳固定緩慢，目前的生產(chǎn)效率對(duì)于商業(yè)化應(yīng)用來(lái)說(shuō)還為時(shí)尚早。研究者期望通過(guò)代謝改造以增加細(xì)長(zhǎng)聚球藻碳固定效率，及在光照和黑暗條件下實(shí)現(xiàn)化學(xué)品的連續(xù)生產(chǎn)。

首先，對(duì)細(xì)長(zhǎng)聚球藻氧化戊糖磷酸（OPP）途徑基因galP-zwf-gnd的進(jìn)行過(guò)表達(dá)，增加CO2固定途徑的前體核酮糖-5-磷酸（Ru5P）供應(yīng)；然后，敲除卡爾文循環(huán)的調(diào)節(jié)基因cp12，以解除光和碳源等環(huán)境變化對(duì)菌株碳代謝的調(diào)節(jié)，同時(shí)過(guò)表達(dá)磷酸核酮糖激酶（PRK）和核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO）亞基rbcLXS分別促進(jìn)核酮糖-5-磷酸向核酮糖-1，5-二磷酸（R15P）的轉(zhuǎn)化和CO2固定。所獲得的工程菌Strain 15(galP-zwf-gnd +△cp12：： prk-rbcLXS)在光和暗環(huán)境下CO2固定效率增強(qiáng)，2，3-丁二醇產(chǎn)量提高至12.6 g/L。

這些碳代謝和CO2固定途徑的改造方法可通用于 提高其他光合生物的固碳效率。