Page 50 - 《水产学报》2025年第5期

胡澄溪，等 水产学报, 2025, 49(5): 059104

的许多蛋白中都有发现，但只存在于一些像缺 4 个目的基因菌株的单位体积生物量显著低于
刻缘绿藻等单细胞绿藻以及极个别轮藻、硅藻 Scy62 菌株的水平 (图 2)。该结果至少说明酵母
和苔藓等植物的 DGAT1 中 。具有 PH 结构域 细胞的 SE 对生长的促进作用难以被排除。当
[26]
的蛋白参与细胞内信号转导、磷脂结合、膜运 酵母 SE 合成相关酶基因 ARE1 和 ARE2 被敲除
输以及膜定位等过程 [27] 。Chen 等 [22] 将不含有 后，Arhar 等 [32] 在酵母中确实没有检出 SE，但

PH 结构域的缺刻缘绿藻 DGAT1转化 H1246 菌 发现其生物质干重随之降低。本研究每个转基
株，发现该转基因酵母的 TAG 合成能力显著低 因株只转 1 个微藻 DGAT 的 cDNA，没能将它
于携带该藻 DGAT1 全长 ORF 的菌株。该发现 们与 SE 合成相关酶基因 ARE1 和 ARE2 一起实
也被 Sitnik 等 [26] 在 Lobosphaera incisa (缺刻缘绿 现共同转化缺陷型酵母株，再观察和比较它们
藻的同种异名) 中得到证实：PH 结构域的删除 的生长性能，有待进一步探究。
使转基因酵母的 TAG 生产量下降 50%。Zien- 本 研 究 的 结 果 很 难 解 释 缺 刻 缘 绿 藻
kiewicz 等 [28] 利用荧光显微技术观察到 L. incisa DGAT1 的转化为什么会导致转基因酵母株的迟
的 DGAT1 和脂滴呈现密切的空间关系，而Ⅱ型 滞期明显延长现象 (图 1)，但推测可能是由 4 个
的 DGAT 与脂滴不存在这种共定位的关系。由此 目的基因的差异引起。正如上文所述，酵母的
推测，缺刻缘绿藻的 DGAT1 在被转化至 H1246 DGAT 属于Ⅱ型 ，相比较转化微藻Ⅰ型 DGAT
[14]
中，其表达产物借助 PH 结构域优先与膜磷脂 的基因来说，转化同样属于Ⅱ型的微藻 DGAT
结合，并直接或通过 PH 介导的信号转导促进 基因，宿主细胞更倾向于接受并迅速适应环境，
膜运输乃至脂滴的形成，以致 tDGAT1 菌株的 如图 1 中的 tDGAT2A、tDGAT2B 和 tDGAT2C
TAG 含 量 显 著 高 于 其 他 转 目 的 基 因 菌 株 及 菌株。因此，tDGAT2B 和 tDGAT2C 菌株的生
Scy62 菌株的水平 (图 3)，尽管其作用的具体机 物质生产率达到了 Scy62 的水平，而 tDGAT1
制有待进一步解析。鉴于 TAG 对于细胞总脂的 菌株因难以快速适应环境，以致延长了生长迟
贡献 [3, 5] 以及 TAG 合成需要消耗大量的脂肪 滞期，必然导致生物质生产率的下降以及最慢
酸 [21] ，转目的基因菌株总脂 (图 3) 及总脂肪酸 的生长速率 (图 2)。
(表 1) 的含量必然随着 TAG 含量的增加而增加，
呈现同样的变化趋势。 参考文献 (References)：
本研究发现，4 个 DGAT 的异源表达几乎 [ 1 ] Sherman F. Getting started with yeast[J]. Methods in Enzymo-
不 影 响 酵 母 细 胞 的 大 小 (图 版 )， 但 均 能 使 logy, 2002, 350: 3-41.
H1246 菌株稳定生长期的细胞密度恢复到野生 [ 2 ] Gietz R D, Woods R A. Genetic transformation of yeast[J]. Bio-
型 Scy62 菌株的水平 (图 1)。人们早就了解到， Techniques, 2001, 30(4): 816-831.
细胞的游离脂肪酸 (free fatty acid，FFA) 特别是 [ 3 ] Rattray J B M, Schibeci A, Kidby D K. Lipids of yeasts[J].
Bacteriological Reviews, 1975, 39(3): 197-231.
一些中、短链饱和脂肪酸及其单酰甘油 (monoa-
[ 4 ] Daum G, Lees N D, Bard M, et al. Biochemistry, cell biology
cylglycerol，MAG) [29-30] 可能通过增加细胞膜的
and molecular biology of lipids of Saccharomyces cerevisiae[J].
透过性而引起细胞的伤害 [31] 。缺刻缘绿藻的
Yeast, 1998, 14(16): 1471-1510.
DGAT 被引入到 H1246 菌株并成功表达 (图版)， [ 5 ] Ejsing C S, Sampaio J L, Surendranath V, et al. Global ana-
细胞中的 FFA甚至 MAG 必然被消耗以生成毒 lysis of the yeast lipidome by quantitative shotgun mass spec-
性相对微弱的 TAG [7, 21] 。由此推测，H1246 及 trometry[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences
转 pYES2 空载体的菌株 tYES2 在稳定生长期时 of the United States of America, 2009, 106(7): 2136-2141.
的细胞密度难以达到 Scy62 菌株的水平 (图 1)， [ 6 ] Kohlwein S D. Analyzing and understanding lipids of yeast: a
可 能 因 FFA 及 MAG 的 伤 害 而 致 。 微 藻 的 challenging endeavor[J]. Cold Spring Harbor Protocols, 2017,
2017(5): 373-378.
DGAT 一旦在被转化至 H1246 菌株并成功表达，
[ 7 ] Tehlivets O, Scheuringer K, Kohlwein S D. Fatty acid syn-
所产生的转基因菌株就会减轻这种伤害，以致
thesis and elongation in yeast[J]. Biochimica et Biophysica
达到 Scy62 稳定生长期时的细胞密度 (图 1)，进
Acta, 2007, 1771(3): 255-270.
而间接地证明了这个推测。 [ 8 ] Uemura H. Synthesis and production of unsaturated and poly-
与上述油脂含量变化趋势不一致的是，转 unsaturated fatty acids in yeast: current state and

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