随着化石燃料成本上升及对绿色技术关注度的提高，利用微生物生产化合物被视为一种具有潜力的可持续替代方案。在此背景下，日本大阪市立大学工学研究生院的研究团队近期在提升常用工业酵母的化学品耐受性方面取得了进展，为替代传统石油化工路径提供新的技术思路。

该研究聚焦于利用面包酵母（酿酒酵母，Saccharomyces cerevisiae）来生产有机化合物2,3-丁二醇（2,3-BDO）。该物质目前多依赖石油原料生产，广泛应用于医药与化妆品行业。然而，天然酵母菌株在高浓度2,3-BDO环境中的耐受性较低，限制了其作为石油替代路线的生产效率与大规模应用前景。

为了突破这一瓶颈，由山田亮介副教授带领的团队采用基因工程技术，向酵母的基因组DNA引入突变以增强其性能。研究人员构建了多个改造菌株，并利用包括乙醇、高温及低pH值在内的多种胁迫条件对其进行定向筛选。

实验成功获得了名为YPH499/Co58的突变菌株。该菌株在高浓度2,3-BDO环境下的增殖能力达到原始菌株的122倍。基因表达分析显示，与蛋白酶体、过氧化物酶体、能量代谢及转录调控相关的基因被激活，是提升其化学品耐受性的关键机制。

山田亮介副教授对此表示：“用于改变酵母基因组DNA的技术是一种提高其能力的有效基础技术。”他进一步指出：“这种方法不仅可以生产2,3-丁二醇，还可以促进能够高效生产其他有用物质的强健微生物的开发，从而有助于创建一个可持续发展的社会。”该研究为通过生物制造路径替代部分石油化工产品提供了新的实验依据，成果已发表于《应用微生物学与生物技术》期刊。

出版详情：作者：Kaito Nakamura等人，标题：《通过引入点突变和结构突变构建具有极高 2,3-丁二醇耐受性的酵母菌株并部分阐明其耐受机制》，发表于:《应用微生物学与生物技术》 (2025)。期刊信息： 应用微生物学和生物技术