换一批工程益生菌短链脂肪酸的合成生物学设计:从代谢强化到智能调控
Synthetic Biology Design of Engineered Probiotics for Short-Chain Fatty Acid Production:from Metabolic Enhancement to Smart Regulation
摘要短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)作为肠道微生物群发酵膳食纤维等底物产生的关键代谢产物,在维持肠道屏障功能、调节免疫平衡及促进身体健康方面发挥着重要作用.本综述旨在探索工程化食品微生物(特别是益生菌)作为新型"生物工厂",以实现SCFAs高效、精准合成的策略.本文首先阐述了理想工程化底盘菌株的核心筛选标准,包括其在应用中的安全性、肠道环境下的稳健性以及遗传可操作性.随后,详细介绍了通过挖掘与强化限速酶、酶工程智能化改造以及人工智能驱动的代谢网络优化技术,显著提升食品微生物SCFAs合成效率的策略.本文还探讨了如何整合生物传感器与成簇规律间隔短回文重复序列动态调控系统,实现SCFAs在肠道微生态中的按需、精准调控.此外,展望了工程化食品微生物在两大方向的应用前景:一是体外食品工业生物制造,即利用工程菌株在发酵罐中高效生产短链脂肪酸作为食品配料或添加剂,该路径技术成熟度较高,监管路径相对清晰;二是体内活菌治疗,即直接摄入工程益生菌在肠道原位合成短链脂肪酸,该路径在个性化营养干预和肠道健康管理中潜力巨大,但面临更高的安全性评估与监管挑战.
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关键词
短链脂肪酸工程益生菌生物传感器干扰型/激活型成簇规律间隔短回文重复序列动态调控short-chain fatty acidsengineered probioticsbiosensorsclustered regularly interspaced short palindromic repeats interference/activationdynamic regulation
栏目名称
DOI
10.7506/spkx1002-6630-20260303-027
发布时间
2026-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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