紅豆杉（圖片來源于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所網(wǎng)站）

紫杉醇的生物合成途徑獲突破

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室深圳分中心）閆建斌團隊聯(lián)合北京大學(xué)、清華大學(xué)等國內(nèi)外6家單位開展技術(shù)攻關(guān)，在國際上率先實現(xiàn)紫杉醇的生物合成，有望解決“明星抗癌藥”紫杉醇供應(yīng)不足的問題。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)》（Science）。在自然界中，存在一類天然產(chǎn)物藥物，可被廣泛應(yīng)用于癌癥治療、預(yù)防心血管疾病等，紫杉醇就是其中一種。天然紫杉醇來源稀缺且單一，僅能從珍稀瀕危裸子植物紅豆杉中提取，但紅豆杉極為稀少，且生長速度緩慢。研究發(fā)現(xiàn)紫杉醇生物合成途徑中的兩個缺失的關(guān)鍵酶，闡明關(guān)鍵結(jié)構(gòu)分子紫杉烷氧雜環(huán)丁烷的形成機制，打通了紫杉醇生物合成途徑。

葡萄糖二酸體外生物合成

中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所張以恒團隊利用體外生物轉(zhuǎn)化顯著提高了葡萄糖二酸的產(chǎn)量。相關(guān)成果發(fā)表于《有機工藝研究與開發(fā)》（Organic Process Research ＆ Development）。葡萄糖二酸是葡萄糖的一種二元羧酸衍生物，是重要的平臺化合物，被廣泛用于醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域，目前主要以葡萄糖為底物通過硝酸氧化法化學(xué)合成，傳統(tǒng)微生物發(fā)酵法沒有實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。研究團隊在體外合成生物學(xué)技術(shù)生產(chǎn)肌醇產(chǎn)業(yè)化成功的前期基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種高效從淀粉合成葡萄糖二酸的新方法，稱為“一鍋三步轉(zhuǎn)化”。通過多維優(yōu)化策略，研究證實體外生物轉(zhuǎn)化合成方法具備了生產(chǎn)高得率與高滴度葡萄糖二酸的潛力。

調(diào)控結(jié)瘤共生固氮的核心因子

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所馮健研究組系統(tǒng)總結(jié)了植物特異的轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控植物結(jié)瘤固氮過程中的關(guān)鍵作用。相關(guān)成果發(fā)表于《植物科學(xué)前沿》（Frontiers in Plant Science）。氮素是植物生長發(fā)育不可或缺的重要營養(yǎng)元素。豆目、殼斗目、葫蘆目和薔薇目的部分植物除了能通過根系從土壤中吸收氮素外，還能與土壤中的固氮微生物（例如，根瘤菌或弗蘭克氏菌）共生固氮，將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為氨，滿足植物對氮素的需求。植物特異的轉(zhuǎn)錄因子蛋白功能的發(fā)揮伴隨著根瘤發(fā)育的全過程，通過控制特異關(guān)鍵基因的表達調(diào)節(jié)根瘤菌侵染、根瘤器官發(fā)生、固氮過程及根瘤數(shù)目決定等多個發(fā)育過程。

碳碳鍵斷裂的木質(zhì)素精煉廠

東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院肖睿教授、駱治成教授團隊在木質(zhì)素基可再生零碳燃料研究方面取得進展。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·化學(xué)工程》（Nature Chemical Engineering）。生物質(zhì)煉制有望在未來替代傳統(tǒng)石化煉制。相較于纖維素，木質(zhì)素結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，由碳氧和碳碳鍵無序連接而成，當(dāng)前研究側(cè)重于容易斷裂的碳氧鍵，由于剩余的碳碳鍵鍵能高且惰性強，目標(biāo)環(huán)烷烴產(chǎn)物收率較低。研究團隊設(shè)計了一個雙功能金屬-分子篩催化反應(yīng)體系，實現(xiàn)了碳碳鍵的預(yù)活化和選擇性斷裂，成功突破了單體收率的極限。技術(shù)經(jīng)濟性分析顯示，這個過程在制備汽油和航油中的環(huán)烷烴和芳烴組分上具有競爭力，而全生命周期分析則表明其有潛力制備零碳燃料。