全 文 ：第27卷 第7期
2015年7月
Vol. 27, No. 7
Jul., 2015
生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
文章编号：1004-0374(2015)07-0883-09
DOI: 10.13376/j.cbls/2015121
收稿日期：2015-01-27； 修回日期：2015-03-18
基金项目：国家高技术研究发展计划(“863”计划)
(2012AA022107)；上海市教委重点项目(GM0800004)
*通信作者：E-mail: jinkaiming3300@sina.com (金凯
明); yawenhe@sjtu.edu.cn (何亚文)
微生物小基因组细胞工厂研究进展
金凯明*，周　莲，蒋海霞，何亚文*
(上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室，上海 200240)
摘　要：通过合理设计简化微生物基因组，减少细胞内冗余的调控和代谢网络，使得细胞更精简且便于控制，
也能更高效地应用于工业生产。微生物小基因组细胞工厂只含有用于工业生产目的的基因，是研究组学的
重要工具，也是生物制品工业生产的理想平台。介绍了构建小基因组细胞工厂的整体设计流程，列举了一
些模式生物的相关研究进展，对微生物小基因组细胞工厂的应用前景进行了评述。
关键词：必需基因；基因组简化；小基因组；细胞工厂
中图分类号： Q81；Q939.7 文献标志码：A
Research progress in microbial minimum genome factory
JIN Kai-Ming*, ZHOU Lian, JIANG Hai-Xia, HE Ya-Wen*
(State Key Laboratory of Microbial Metabolism, School of Life Sciences & Biotechnology,
Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)
Abstract: Microbial reduced-genome, which was constructed through rational design, exhibits less redundant
regulation and metabolic network. It makes the cell system more simplified and controllable, meanwhile, more
efficient for industrial application. Microbial minimum genome factory (MGF) consists of a minimal essential set of
necessary and adequate genes for industrial use. It is an important tool for ‘omics’ research, and would be an ideal
platform for biological products. This paper reviewed the overall design process for MGF and related research
progress of some industrial model microorganisms, as well as the potential application prospects of the microbial
MGF.
Key words: essential genes; genome reduction; minimum genome; cell factory
近年来，微生物越来越多地参与全球工业生产，
特别是在制药、食品和化学工业 [1]。它可以为人们
提供很多有用的物质，如大分子物质 (蛋白质、核
酸等 )、初级代谢产物 (氨基酸、有机酸、多糖、
维生素等 )和次级代谢产物 (抗生素、抗肿瘤化学物 )
等 [2]。传统的工业微生物改良是采用诱变方式随机
选育优良的菌种，由于诱变育种的有益突变频率较
低，导致菌种选育过程费时费力。随着分子生物学
技术、DNA重组技术和遗传学技术的发展，推动
了现代工业微生物育种 [3]。合成、分析和建模方法
的快速发展使得合成生物学应运而生，应用合成生
物学可以通过合理的设计，改造或重构生物分子、
代谢网络，甚至可以是一个新的生物体 [4-5]。基因
组工程 (genome engineering)可以将合成生物学通过基
因组修饰技术实际应用于提升菌株的生产性能 [6-7]。
现代工业微生物育种的热点之一是构建微生物小基
因组细胞工厂 (minimum genome factory, MGF)。小
基因组细胞工厂的冗余代谢和调控更少，是工业微
生物生产的理想工作平台 [8]。
1　小基因组细胞工厂的来源及其特点
一个更易预测和控制的细胞系统称为细胞工
厂 [8]。2002年，美国能源部科学办公室启动了“从
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基因组到生命”(Genome To Life, GTL)项目，GTL
项目的主要目标是利用合成生物学，在体内和体外
创造人工合成的细胞。著名的遗传学家 Venter和他
的同事致力于人工合成小基因组细胞，应用于能源
生产和其他领域 [9]。日本新能源和工业技术开发组
织发起了小基因组细胞工厂项目，该项目旨在运用
基因工程和功能基因组学分析多个模式微生物，构
建小基因组微生物。
微生物小基因组细胞工厂并不是指含有最少必
需基因的底盘细胞，而是一个细胞只含有用于工业
生产目的的基因。这样的小基因组细胞在应用到工
业生产的时候，可以更简单，也更容易控制。传统
的发酵工业有诸多亟待解决的问题，如发酵菌株的
不稳定性，容易突变失去高产的性能；发酵的生产
周期长，菌体生长速度比较慢；发酵过程中有诸多
副产物，对产物的提取造成很多麻烦，也会增加产
品的成本。构建微生物小基因组细胞工厂可以弥补
传统发酵工业的弊端。
功能基因组学的数据可用于设计构建小基因组
细胞工厂，在基因组简化过程中，非必需基因被逐
步敲除；而小基因组细胞工厂具有清楚的遗传背景，
是验证功能基因组学数据的良好宿主。小基因组细
胞工厂极大地减少了细胞内冗余的代谢，为获得可
预测、可控制的细胞工厂提供了理想的原材料。
2　小基因组细胞工厂的一般构建过程
2.1　必需基因的鉴定和删除区域的确定
必需基因对维持生物体生长起至关重要的作
表1　各种微生物中必需基因的数目和鉴定方法
Method Strains
No. of essential
Ref.
genes /all ORFs (%)
Comparative genomics
Burkholderia thailandensis E264 406/4 902 (8%) [15]
Pseudomonas aeruginosa PAO1 117/5 697 (2%) [17]
Salmonella enterica serovar Typhi Ty2 358/4 678 (7.6%) [18]
Staphylococcus aureus NCTC 8325 351/2 872 (12%) [19]
Global transposition Escherichia coli MG1655 609/4 497 (13%) [11]
Helicobacter pylori 26695 323/1 563 (21%) [12]
Pseudomonas aeruginosa UCBPP-PA14 335/5 977 (5.6%) [13]
Mycobacterium tuberculosis H37Rv 614/4 111 (15%) [14]
Single-gene deletion or Saccharomyces cerevisiae 1110/5 916 (19%) [20]
knockout Acinetobacter baylyi ADP1 499/3 407 (14.6%) [21]
Escherichia coli MG1655 296/4 497 (6.5%) [22]
Bacillus subtilis 168 271/4 421 (6%) [23]
Antisense RNAi Staphylococcus aureus N315 146/2 648 (5.5%) [24]
用，其编码的蛋白质用于维持细胞的中心代谢、
DNA复制和维持基本的细胞结构及调节细胞内外
的运输等。在不同的条件下，必需基因的鉴定结果
可能会不一致，如通过基本培养基和丰富培养基筛
选，同一种细菌的必需基因可能不同。鉴定微生物
必需基因的常用方法主要有全局转座插入突变法、
单基因敲除法、反义 RNA 干扰法、比较基因组学法、
功能基因组学法和代谢网络计算模拟法等 [10]。全局
转座插入突变法利用转座子插入突变使基因失活，
经过高通量和过饱和地插入突变，确定微生物的必
需基因。利用该方法，已经成功鉴定了大肠杆菌、
结核分枝杆菌和铜绿假单胞菌等的必需基因 [11-14]。
单基因敲除法是通过逐一敲除单个基因，考察突变
体的生存能力，从而确定敲除的基因是否为必需基
因。这种方法的准确率较高，但是工作量非常大，
研究周期长。比较基因组学法则是利用已有的基因
组序列，通过计算机分析比对保守序列，确定必需
基因 [15]。表 1中列举了多种微生物必需基因的数目
及鉴定的方法。在营养丰富的条件下，细菌维持生
长所必需的基因在 250~300个 [3,16]。
在设计微生物小基因组细胞工厂时，首先通过
比较基因组学的方法来确定候选删除区域，对不影
响细胞生长和基础代谢的区域可以逐步敲除 [8]。
2.2　利用无痕敲除技术简化基因组
以目前的 DNA合成技术，通过自下而上从头
合成微生物小基因组细胞工厂的方法还不太成熟 [8]。
比较可行的方法是通过自上而下简化基因组来构建
微生物小基因组工厂。在构建过程中，基因组需要
金凯明，等：微生物小基因组细胞工厂研究进展第7期 885
经历多轮敲除过程。因此，需要通过无痕敲除技术
简化基因组。
为了敲除基因组片段后不留下任何冗余的选择
性标记基因和外源 DNA片段，研究人员开发了一
种无痕敲除方法 (图 1)，这种方法联合了 Red介导
的重组和双链断裂 (DSB)促进重组 [25]。首先通过
PCR扩增获得一段线性 DNA片段 (带有实际敲除
后的连接序列 )，该 DNA片段通过 Red重组后会
在目标敲除区域的两边产生一对重复序列。然后，
通过 I-SceI核酸酶对插入 DNA序列进行双链断裂，
促进分子内部的同源重组。最终，通过这种 DSB
重组修复后可以产生基因组无痕敲除突变体。
图1　微生物大片段基因无痕敲除系统[10]
Hashimoto 等 [26]发展了另一种无痕敲除方法，
该方法利用连续两次 Red介导的重组完成。在第一
次重组中，CmR-rpsL-sacB (CRS)的两边各有一个同
源臂，在 Red介导下，同源臂与基因组目标区域发
生重组。在这一步骤中，突变株通过氯霉素抗性 (正
向选择标记 )来筛选。在第二次重组中，通过一段
只含有基因组序列的 DNA片段取代第一步插入的
CRS组件，这样就完成了一次无痕敲除。在第二次
重组中，rpsL和 sacB作为两个反向选择标记，筛
选对氯霉素敏感的突变株。
除了上述方法，Yu等 [27]优化了利用线性 DNA
进行无痕敲除的方法。在这种方法中，整个敲除过
程只需要一个辅助质粒 pRED1，其含有编码 Red
整合酶基因和 I-SceI核酸酶基因，这两个基因分别
受到阿拉伯糖和鼠李糖启动子诱导调控。基因敲除
过程首先是使细菌在含有以阿拉伯糖 (诱导 Red整
合酶的合成，介导线性 DNA进入细菌基因组 )为
唯一碳源的培养基上生长，然后使细菌在含有以鼠
李糖 (诱导 I-SceI核酸酶的表达，该酶能够产生
DSB而促进分子内的重组 )为唯一碳源的培养基上
生长。整个敲除过程只需要两天且不留下任何选择
标记基因，这种方法极大地缩短了敲除所需的时间，
提高了敲除的效率。
Red重组酶介导的同源重组可以敲除较长的
DNA片段，同时不会在基因组上留下任何标记。
敲除小片段基因组区域或基因时，除了线性 DNA
介导的敲除方法外，也可以结合自杀质粒介导的同
源重组方法进行无痕敲除。
2.3　对简化基因组的进一步改造
通过逐轮敲除简化基因组后，得到简化基因组
细胞。对简化基因组细胞进行表型特征分析，验证
其应用于工业生产的优势性。同时，通过比较基因
组学法、代谢网络计算模拟等对简化基因组细胞进
一步精简，最终获得小基因组细胞工厂。微生物小
基因组细胞工厂应具有以下特性：(1)细胞内的调
节相对更少，是细胞工厂系统的理想平台；(2)细
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胞更简单，工业生产时更容易操作；(3)细胞应用
于工业生产时，对原料的利用率更高，副产物少，
目的产物更多。微生物小基因组细胞工厂减少了细
胞内冗余的调控和代谢网络，使得细胞更精简，更
高效。除了用于工业目的外，微生物小基因组细胞
工厂也可用于基础研究，如可以更深入地了解细胞
内的代谢网络，同时也是构建可预见系统的理想材
料。小基因组细胞工厂的整个构建流程如图 2所示。
图2　构建微生物小基因组细胞工厂流程的示意图
金凯明，等：微生物小基因组细胞工厂研究进展第7期 887
3　工业模式菌小基因组细胞工厂研究
3.1　大肠杆菌
大肠杆菌是用于基因重组的理想宿主之一。世
界上首次利用大肠杆菌重组技术生产重组人胰岛
素 [28]，并在 1982年投入市场进行销售。从 20世纪
80年代开始，大肠杆菌被用于制药和发酵工业来生
产各种各样的产品，如重组蛋白、氨基酸及其他化合
物等。1997年，完整的大肠杆菌基因组测序完成，
它的基因组序列信息促进了大肠杆菌中代谢工程的
发展。然而，仍然有约 40%的大肠杆菌基因功能
还不清楚 [29]。在大肠杆菌细胞内部的调控和代谢网
络非常复杂，常常会干扰对特定途径的设计和改造。
利用无痕敲除技术，Kolisnychenko等 [25]对大
肠杆菌基因组进行大片段序列敲除，获得了第一个
简化的大肠杆菌基因组。在简化的大肠杆菌基因组
中，有 12个菌株特异性区域 (K-基因岛 )被敲除，
整个基因组长度减少了 8.1% (376 kb)。随后，Pósfai
等 [30]又在简化基因组基础上，继续进行叠加敲除，
获得了一系列基因组简化株 (multiple-deletion series,
MDS)。其中 MDS43菌株基因组减少了 15% (708
kb)，而MDS42菌株则显示了优良的特性，如极高
的电转化效率、稳定的异源表达重组蛋白等。MDS
菌株基因组中没有留下任何外源的序列，可以作为
研究高度多重修饰大肠杆菌基因组的理想宿主。
Mizoguchi等 [31]则以大肠杆菌 K-12 W3110为
出发菌株，选择不影响生长和基础代谢的区域进行
敲除，构建基因组简化菌株。首先，比对大肠杆菌
和内共生菌 Buchnera sp的共同基因，这些基因是
不可或缺的。因为内共生菌含有简化的基因组，同
时与大肠杆菌在进化过程中含有共同的保守基因。
其次，在基础培养基上，大肠杆菌生长所必需的基
因也不能敲除。如果在必需基因之间有超过 10个
非必需基因，那么这些区域是可以敲除的区域。按
照这样的标准，选择了 83个区域作为候选的敲除
区域。最终，经过 28轮敲除后，获得简化的基因
组MGF-01菌株。MGF-01的基因组减少了22% (1.03
Mb)，在M9培养基中，它的最终细胞密度比野生
型提高 1.5倍；作为生产的宿主，其苏氨酸产量增
加 2.4倍。另外，MGF-01可以作为小基因组细胞
工厂的原材料，用于进一步提升细胞的生长和代谢。
在 MGF-01的基础上，Hirokawa等 [32]敲除所
有的插入序列，最终获得了简化基因组 DSF-327和
DSF-298菌株，他们的基因组分别减少了 30% (1.38
Mb)和 36% (1.67 Mb)。基因组精简后，DSF-327和
DSF-298显示了更优良的特性，如：没有营养缺陷，
且比出发菌株生长得更好 (尤其是在生长的起始阶
段 )；在丰富的培养基上，比野生型菌株有更高的
细胞产率。
3.2　枯草芽孢杆菌
枯草芽孢杆菌能够分泌大量的蛋白质 (酶类 )
和抗生素，且菌株安全性较高。因此，其可以作为
蛋白质生产的微生物宿主，在工业和医药领域起到
非常重要的作用 [33]。另外，根据环境条件的不同，
枯草芽孢杆菌可以通过两种细胞分化模式而具有不
同的生长周期，可以作为研究细胞分化的模型。枯
草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis)168的基因组全长为4.2
Mb，含有 4 100多个基因，其中有 42%的基因功
能未知 [34]。Kobayashi等 [23]通过基因失活的方法鉴
定了 B. subtilis 168中的必需基因和非必需基因，其
中有 271个必需基因对于维持细胞生长和蛋白质合
成与分泌是必不可少的；除了 271个必需基因外，
其他基因的功能对细胞合成和分泌蛋白质是否有影
响还未知。随后，Ara等 [33]通过单基因敲除或失活
的方法构建了 B. subtilis 168突变体库，分析了 2 494
个基因对 B. subtilis 168碱性纤维素酶合成能力的影
响。其中，有 92个基因在敲除或失活后，可以提高
碱性纤维素酶合成和分泌；另有 69个基因在敲除
或失活后，降低了碱性纤维素酶的合成和分泌。
在工业生产上，枯草芽孢杆菌常用来生产多种
有用的酶类如 α-淀粉酶、中性蛋白酶等。构建枯
草芽孢杆菌小基因组细胞工厂，可以减少细胞内冗
余的代谢，提高蛋白质合成和分泌的效率，提高工
业生产的经济效益等。Westers等 [35]通过敲除枯草
芽孢杆菌中前噬菌体和 AT-富集的区域，构建了基
因组简化的枯草芽孢杆菌 ∆6，其基因组减少了 7.7%
(320 kb)。菌株 ∆6的胞外蛋白表达与野生型相比有
很大的变化：在菌株 ∆6的胞外蛋白质组中没有胞
浆蛋白，这说明菌株 ∆6没有增加细胞裂解的趋势；
另外，菌株 ∆6异源淀粉酶的分泌量比野生型高。
Ara等 [33]对枯草芽孢杆菌基因组进行高度简化，获
得的菌株MG1M基因组减小了 24% (991 kb)。在产
酶培养基中，MG1M的生长相比野生型有略微的减
弱，但是没有明显的形态学变化；另外，MG1M菌
株产生纤维素酶和蛋白酶的量与野生型相当。2008
年，Morimoto等 [36]构建了一株新的基因组简化的
枯草芽孢杆菌MBG874，其基因组减少了 20% (874
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kb)，并且是第一株已经实际应用于工业生产的简
化基因组细菌；对纤维素和蛋白酶的生产能力比野
生型分别提高1.7倍和2.5倍。在MBG874的基础上，
Manabe等 [37]对其进行进一步改造，敲除谷氨酸脱
氢酶基因 rocG后，MBG874ΔrocG的碱性纤维素酶
Egl-237产量比出发菌株有明显的提高。
3.3　链霉菌
链霉菌属的微生物能产生多种具有生物活性的
次级代谢产物。这些化学结构多样的次级代谢产物
不仅具有抗细菌活性、抗真菌活性、抗病毒和抗肿
瘤活性，也具有抗高血压和免疫抑制剂的作用 [38]。
因此，链霉菌作为重要的工业微生物，在医药领域
发挥着重大作用。
阿 维 菌 素 是 由 阿 维 链 霉 菌 (Streptomyces
avermitilis)发酵产生的具有杀虫活性的大环内酯类
化合物。在商业上，阿维菌素可以作为抗寄生虫药
物应用于人类健康、兽医和农业用杀虫 [39]。2010
年，Komatsu等 [40]通过基因组简化，获得了一系
列大片段敲除突变株，基因组减少了16.88%~18.54%
(>1.4 Mb)。这些基因组简化菌株不产生亲本菌株中
主要的内源次级代谢产物，能够高效地异源表达链
霉素和头孢霉素 C，显示了良好的特性。2013年，
Komatsu等 [38]克隆了 20个完整的次级代谢合成基
因簇，并成功转化至简化基因组菌株 S. avermitilis
SUKA17或 SUKA22。绝大部分转化株 (带有完整
合成基因簇 )能够异源表达相应的代谢产物，且其
产量要比内源菌株高，只有少部分转化株需要通过
替换启动子或者表达一个调控基因后，才能够成功
地异源表达。
3.4　酵母菌
粟酒裂殖酵母与多细胞高等生物在分子、遗传
和生化特征方面有很多相似之处，如它的很多基因
与人类的基因互补，它的转录起始机制与高等真核
生物相似，它的剪接机制、信号转导系统和翻译后
修饰机制与高等动物相似。因此，粟酒裂殖酵母可
以用于表达具有复杂结构的分子，如来源于高等动
物的糖基化蛋白质等 [41]。酵母工业发酵具有优良的
特点：细胞密度高、发酵周期短、发酵培养基原料
要求低等。以粟酒裂殖酵母为宿主，发展了多个系
统用于生产蛋白质，其中一些已经应用于商业生产。
2003年，美国的 Verenium公司成功地通过粟酒裂
殖酵母发酵生产动物饲料添加剂 BD006植酸酶 [42]。
植酸酶可以将植物原料中的植酸分解产生无机磷酸
盐，从而提高植物原料的营养价值。尽管利用粟酒
裂殖酵母表达系统可以进行商业化生产，仍然有必
要进行改造以便生产成本更低的化学品和日用品。
构建粟酒裂殖酵母小基因组细胞工厂，可以达到改
造的目的，相比化学合成目的产物，原料通过生物
发酵转化生产有用的商品对环境更加友好，更有利
于可持续发展。
粟酒裂殖酵母基因组测序于 2002年完成，单
倍体粟酒裂殖酵母基因组大小 12.6 Mb，由 3个染
色体组成，长度分别为 5.6 Mb、4.5 Mb和 2.5 Mb[43]。
Kim等 [44]构建和分析了 4 836个粟酒裂殖酵母杂合
二倍体敲除突变体，覆盖了 98.4%的粟酒裂殖酵母
基因组。分析敲除突变体的生存能力，表明 26.1%
(1 260/4 836)的粟酒裂殖酵母基因是必需基因；而
在酿酒酵母基因中，只有 17.8% (1 033/5 766)的基
因对其生长是必需的。粟酒裂殖酵母基因组中重复
基因比酿酒酵母少，这可能是粟酒裂殖酵母中必需
基因更多的原因。
在粟酒裂殖酵母中，可以利用 Cre-loxP系统准
确敲除单个基因或者大片段 DNA。但是，通过该
系统会在基因组上留下一个 loxP序列，经过多轮
敲除后，基因组上会存在多个 loxP序列，导致基
因组变得不稳定。为了克服上述缺陷，Hirashima
等 [45]发展了一种无痕敲除方法“Latour”。在单轮
敲除中，利用“Latour”方法可以有效地敲除 100
kb DNA片段，同时不会留下任何外来的标记序列。
Idiris等 [46]构建了多蛋白酶缺陷菌株 A7-2，其中敲
除了 7个蛋白酶基因，这些基因的敲除减少了粟酒
裂殖酵母对外源蛋白的降解。对蛋白酶敏感的人体
生长激素 (hGH)在 A7-2中的表达量增加 30倍，但
是在 A7-2菌株的细胞内仍然可以检测到 hGH。为
了使得 hGH更多地分泌到胞外，Idiris等 [46]在
A7-2的基础上敲除液泡蛋白质分拣基因 vps10，获
得 A8-vps10Δ菌株，其 hGH的分泌量增加 2倍。
2013年，Sasaki等 [47]通过大规模基因无痕敲除技
术成功构建了基因组简化的粟酒裂殖酵母 IGF-742。
IGF-742是目前含有基因数量最少的真核模式微生
物，它的基因组减少了 5.2% (657.3 kb)，对葡萄糖
和一些氨基酸的吸收能力相比野生型有所减弱。在
IGF-742中，胞内的 ATP浓度上升 2.7倍；异源蛋
白质表达量，如绿色荧光蛋白 (GFP)和 hGH分别
增加 1.7和 1.8倍。
另外，酿酒酵母是用于酒精发酵工业的重要生
金凯明，等：微生物小基因组细胞工厂研究进展第7期 889
产菌株。Giaever等 [20]利用单基因敲除方法，成功
构建了近乎完整的酿酒酵母单基因突变体库 (大约
96%的基因 )，系统分析了维持酿酒酵母生长的必
需基因。Murakami等 [48]通过 PCR介导的染色体分
裂技术，大规模缺失酿酒酵母的基因组，获得了简
化基因组菌株，其基因组减少了 5% (531 kb)。基因
组简化不仅改变了酿酒酵母细胞内的碳代谢，简化
株MFY1162的酒精和甘油的产量分别是野生型的
1.8倍和 2倍，同时也提高了对环境的适应能力。
4　展望
通过自上而下的技术路线缩减基因组，目前
已有多个简化基因组细胞构建完成 [32,37,40,47-51]。这
些菌株都表现出优良的特性，其中枯草芽孢杆菌
MBG874已经用于商业化生产。这些简化基因组细
胞为基因组的进一步缩减提供了很好的原材料 [52]。
借助转录组数据、基因功能信息、功能基因组学以
及比较基因组学，合理设计简化基因组的进一步缩
减，最终获得含有预定功能基因的更简单和可预测
的细胞工厂用于工业化生产。片面地追求基因组最
小化，容易对菌株的生长、代谢和遗传等造成不利
的影响。因此，在构建小基因组细胞工厂的过程中，
不能忽视基因与基因之间的相互作用，同时要兼顾
微生物细胞对环境的适应能力和大规模培养的潜
力。小基因组细胞工厂的研究也属于合成生物学范
畴，在众多合成生物学方法中，通过自上而下的技
术路线简化基因组是较为简便且研究周期较短的方
法之一。
另外，随着 DNA合成和测序技术的飞速发展，
通过自下而上的途径获得小基因组细胞工厂并不是
没有可能。Gibson等 [53-54]已经成功化学合成了具
有自我复制和对数生长特性的丝状支原体 JCVI-
syn1.0和长度为 16.3 kb的实验鼠线粒体基因组。
相信在不久的将来，可以通过化学合成的方式获得
只含有用于工业生产目的基因的微生物基因组。
微生物小基因组细胞工厂减少了细胞内冗余的
代谢网络，使得细胞更加简单，可以作为研究细胞
代谢网络的理想材料。更为重要的是，微生物小基
因组细胞工厂在工业应用方面具有很强的优势，能
够为我们高效生产所需商品 (蛋白质、酶、抗生素
等 )。相比工业化学合成，其对环境更友好，符合
世界各国可持续发展的要求，具有更重要和广阔的
应用前景。
[参　考　文　献]
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