近期，江南大學饒志明教授團隊在高效合成核黃素方面取得重要進展，研究成果“Increased Production of Riboflavin by Coordinated expression of Multiple Genes in Operons inBacillus subtilis”以封面文章形式正式發表于ACS Synthetic Biology（DOI: 10.1021/acssynbio.1c00640）。   　　核黃素又叫VB2，廣泛應用于制藥工業以及作為食品和飼料添加劑。枯草芽孢桿菌是目前最具競爭力的核黃素生產者，已廣泛應用于核黃素的商業生產工藝中。在枯草芽孢桿菌中，前體供應不足是限制核黃素產量的主要因素。因此，平衡核黃素合成的前體物質供應是提高核黃素的有效途徑。   　　饒志明團隊開發了協調操縱子中多基因表達的TIGR（基因間可協調文庫）系統，該系統基于基因間mRNA工程調節mRNA的穩定性和二級結構來調節基因表達。在核黃素合成過程中，核酮糖-5磷酸是核黃素合成途徑和嘌呤途徑的共同前體，因此合理分配核酮糖-5磷酸的代謝流對提高核黃素前體供應至關重要。因此，本研究利用TIGR系統協調核黃素合成關鍵基因的表達水平，進而提高核黃素的產量。首先，構建含有TIGR的雙報告基因操縱子文庫，并確定TIGR對兩個報告基因表達的調控作用，TIGR序列可協調雙報告基因在枯草芽孢桿菌中的表達比例范圍在70倍以上。接下來，使用TIGR文庫調節核黃素合成關鍵基因zwf、ribBA和ywlf的表達，以增加核黃素生物合成的細胞內前體供應。根據核黃素具有熒光的特性，高通量篩選最佳組合突變組合。篩選得到的最佳工程菌株在搖瓶發酵過程中，核黃素產量達到2.7 g/L，提高64.35%；在5 L分批補料發酵中，核黃素產量達到11.77 g/L，提高了59.27%。由此表明，TIGR系統用于協調操縱子內關鍵基因表達可有效提高目標產物的產量。   　　饒志明教授和楊套偉副教授為論文的通訊作者，我校博士后尤甲甲為第一作者。上述研究得到了國家重點研發計劃（2021YFC2100900）、國家自然科學基金（No.32071470）等資助。