脂质组成在真核生物、细菌及古细菌这三大领域内存在显著差异。真核生物呈现出特有的脂质成分，例如甾醇与鞘脂，这些成分在典型的细菌及古细菌中较为罕见。甾醇在真核生物的细胞功能中发挥着核心作用，羊毛甾醇（lanosterol）被视为动物及真菌类甾醇的重要前体，在真核生物中展现出良好的生物学功能，然而其在细菌中的潜在功能尚未得到充分研究。

近期，上海交通大学谭在高团队在知名期刊《合成与系统生物技术》（Synthetic and Systems Biotechnology）期刊上发表题为“Biosynthesis of lanosterol in Escherichia coli”的研究论文，首次成功实现了在大肠杆菌中合成羊毛甾醇（见图1）。

图1：大肠杆菌中羊毛甾醇的生物合成途径

作者通过挖掘外源酶，将来自酵母的截短的鲨烯合酶（squalene synthase）tErg9及来自夹膜甲基球菌的角鲨烯单加氧酶（squalene monooxygenase）SMO和羊毛甾醇合酶（lanosterol synthase）LSS整合到大肠杆菌基因组中，并对内源MEP途径限速酶Dxs进行了强启动子替换操作，构建了工程菌株LST3，并成功检测到了lanosterol的存在。

通过一系列测试分析发现，工程菌株提高了对高温、低pH值、活性氧和高渗透压等工业环境中经常遇到的一系列不利条件的耐受性；此外，工程菌株还能够耐受各种有毒化学物质，如有机酸和醇，使其与天然存在的大肠杆菌相比，成为生物技术应用的优越底盘细胞。进一步分析显示，羊毛甾醇在维持膜的完整性、流动性、疏水性以及ATP的产生方面发挥了重要作用。这一发现不仅反映了真核生物中甾醇的功能，也强调了羊毛甾醇作为必需细胞脂质前体的重要性，为甾醇在细菌系统中的潜在功能提供了新的见解。

该工作得到国家自然科学基金(32422047, 32071419, 32371482, 32101175)、国家重点研发计划 (2021YFC2104400)、微生物技术国家重点实验室开放项目基金(M2021-02) 和中国博士后科学基金(2022M712075)的资助。上海交通大学谭在高课题组已出站博士后孙文杰为论文第一作者，谭在高研究员为通讯作者，上海交通大学为论文唯一通讯单位。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405805X25000699

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