[发明专利]一种微生物智能梯级耐热调控方法

摘要

发酵过程中，微生物的生长和生产经常遭受热胁迫的限制。以构建耐热大肠杆菌底盘宿主为目的，本专利利用合成生物学方法创建了一种微生物智能梯级耐热调控方法，能在细胞和菌群两个层面上提高微生物的耐热性，其主要包括梯级耐热系统和数量调控系统。梯级耐热系统包括热激蛋白(HSPs)、泛素和转录因子等耐热功能元件，以人工设计的RNA温敏开关与启动子组合为调控元件，可以实现微生物的梯级耐热。微生物数量调控系统则利用群体感应系统和RNA温敏开关组合为与门开关，动态地开启利他性程序死亡系统，有效地控制代谢热，在菌群层面上提高微生物适应热胁迫的能力。通过两个系统的协同作用，提高了微生物对特定高温以及高温波动的适应性与鲁棒性。

主权项

一种微生物的智能梯级耐热调控方法，其特征在于，同时包括微生物梯级耐热系统和微生物数量调控系统，同时在细胞和菌群两个层面上提高微生物的耐热性，应用于工业微生物耐热性改造，不仅可以强化在高温下的生产效率，还可以降低冷却成本，其中，所述微生物梯级耐热系统包括从嗜热微生物中筛选得到的热激蛋白(HSPs)、类泛素、泛素和转录因子作为耐热功能元件，以人工设计的RNA温敏开关与启动子组合为调控元件，利用RNA温敏开关对不同温度响应，开启耐热功能元件的表达，实现微生物的梯级耐热，可成功地拓宽微生物的最适生长温度，其中，所述微生物数量调控系统利用群体感应系统和RNA温敏开关组合为与门开关，动态地开启利他性程序死亡系统，有效地控制了系统的代谢热，从而在菌群层面上提高微生物适应热胁迫的能力，其中，所述群体感应系统可以感应细胞浓度，当细胞浓度过高时，通过开启利他程序性死亡，来提高微生物群体在高温下的生存能力。