工程蓝藻光合产生天然防晒成分

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在炎热的夏季,防晒霜是保护皮肤免受致癌性紫外线辐射的关键。然而,一些化学合成的防晒成分可能会积聚在水生环境中,并可能含有荷尔蒙干扰物,同时,有一种特殊的环保型防晒成分只能从大自然中收获,难以人工合成。这种环保型防晒化合物成分是可生物降解的类菌胞素氨基酸shinorine,是一种由蓝藻和海藻自然产生的紫外线吸收物质。目前在商业上可获得的防晒剂中使用的shinorine来自从海中采集的红藻,但是其产量可能随季节和地理位置而变化,因此供应受到限制。近日的《ACS合成生物学》期刊报道,美国佛罗里达大学的科学家实现了这一化合物的实验室生产。

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Yousong Ding及其同事试图通过将生产从野外带到实验室开发更可靠的shinorine来源。该团队选择了一种淡水蓝藻细菌Synechocystis作为shinorine表达的宿主细胞,因为这种细菌生长快速,很容易进行基因改造。接下来,他们从天然生产者丝状蓝藻Fischerella获取了负责合成shinorine的基因簇,并将这些基因插入Synethcocystis,实现了shinorine的生产。起初的生产率比Fischerella中的产率低三倍,在基因簇中增加额外的启动子后,产量提高至10倍。紫外线照射下的细胞对照实验结果表明,暴露在UV-B光线下的对照组细胞数量减少明显,在UV-A光线下没有明显差别,这说明shinorine在改造细胞中发挥了抵御UV-B光线的作用,维持了细胞生存和更好地生长。

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