天津大学研究团队在《ACS Synthetic Biology》上发表的研究通过构建大肠杆菌可调控超突变系统，利用T7和BAD启动子过表达易错DNA聚合酶IV（dinB），显著提升基因组突变率。基于此系统，在逐步增强的辛酸（C8）胁迫下进行适应性实验室进化（ALE），快速获得可在50 mM C8中稳健生长的进化菌株ES。全基因组重测序及反向验证表明，多个与膜完整性和氧化应激相关的突变共同赋予菌株辛酸耐受性。该研究构建了一个高效可调控的超突变-进化平台，为增强微生物对中链脂肪酸（MCFAs）等生物制造过程中的稳健性提供了新的有效途径。

12月16日至17日，国家自然科学基金委在北京召开首批重大非共识项目遴选会议，标志该项目正式试点启动。经研讨，专家委员会提出3项建议资助项目，首批项目将围绕原子核跃迁中的新粒子探测、合成人造细胞等领域开展研究。党的二十届三中全会部署建立非共识项目筛选机制，鼓励高风险高价值基础研究。本次遴选采用非常规模式，6个项目参与，讨论不设时长限制，保障充分交流。重大非共识项目采用“按需—分段—长期”资助模式，申请人可灵活选择资助期限和经费。国家自然科学基金委将优化遴选机制，推动我国基础研究高质量发展。非共识项目创新性强、争议大、风险高，是引领科技发展的重要载体，建立其筛选机制是当前科技发展的迫切需求。

上海科技大学李健团队在《Nature Communications》发表研究，于大肠杆菌无细胞基因表达体系中成功重构了转录-翻译耦合的DNA复制过程，创建了名为LoopReX的体外生物系统。该系统集成了DNA复制、蛋白质表达及人工拟核功能，为遗传信息的体外传递与高效表达提供新平台，并可能成为设计人工细胞或生命系统的基石。研究者以噬菌体phi29 DNA聚合酶和T7 RNA聚合酶为核心，实现了这些过程的协同运行。通过引入基于T7启动子的人工复制起点，显著提高了DNA复制效率。此外，利用机器学习优化反应条件，得到性能更优的LoopReX-Opt系统，支持高效的单轮或多轮DNA复制与蛋白合成。这项工作为构建复杂体外生物系统提供了重要进展。

福建师范大学李力教授团队在《Bioresource Technology》上发表研究，首次从短杆菌中鉴定出一种新型染料脱色过氧化物酶BaDyP，并在大肠杆菌和酿酒酵母中成功表达。该酶对多种结构染料的去除率高达96.7%、95.0%和93.2%，在实际印染废水中脱色效率达78.1%，通过理性设计的D240E突变体进一步提升至93.3%。研究表明，BaDyP能有效断裂染料分子结构并降低废水毒性，为印染行业绿色治理与水资源保护提供了重要支持。这项成果填补了此类酶在真实染料废水处理中的实用案例空白，具有重要的应用前景。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金及福建省自然科学基金的支持。未来，团队将继续在酶工程改造、反应器设计与中试放大等方面进行深入研究。

福建师范大学李力教授与上海交通大学唐满成教授团队合作，在《Organic Letters》上发表研究，通过基因组挖掘从疣孢漆斑菌中鉴定出一个编码高还原型聚酮合酶（HRPKS-R）的基因簇（myr基因簇），该基因簇负责合成三种新型抗肿瘤化合物Myroverol A-C。研究揭示了这些化合物的生物合成路径：HRPKS-R酶（MyrB）与烯酰还原酶（MyrA）协同催化生成含醛基的十氢萘中间体，细胞色素P450酶（MyrE）进一步催化氧化、环化形成还原型萘嵌苯酮衍生物；若经短链脱氢酶（MyrC）还原醛基为醇后，则生成羧基化十氢萘衍生物。体外实验显示，这些化合物对多种肿瘤细胞具有显著抑制活性，相当于化疗药物顺铂。这项研究不仅发现了新的抗肿瘤先导化合物，还填补了还原型萘嵌苯酮骨架合成机制的研究空白。

杨建明教授、梁波教授课题组与中国科学院青岛生物能源与过程研究所合作，通过亚基界面工程改造，显著提高了FAH家族二聚体脱水酶CcXylX的催化效率。研究聚焦于CcXylX，该酶是Weimberg途径中分解D-木糖的限速酶，对生物质木质纤维素的绿色生物制造具有重要意义。利用X射线晶体衍射技术解析了高分辨晶体结构，并设计了突变体CcXylX L210A/P181Q/Q308A，其催化效率比野生型提高了6.04倍。分子动力学模拟显示，适度增强亚基间的灵活性有助于底物结合和催化反应。此外，将突变酶与其他酶“一锅法”耦合，进一步提高了木糖的生物转化效率，为实现国家“双碳”战略目标提供了技术支持。

江南大学周志教授课题组在《Organic Letters》上发表研究，通过定向进化肌红蛋白骨架中的人工醛缩酶，实现3-羟基氧化吲哚的高效不对称合成。该人工酶能催化吲哚醌与活化酮之间的C−C键形成，制备出具有优异对映选择性（最高96:4 er）和高产率（最高99%）的手性3-羟基氧化吲哚类化合物。这一方法结合了化学小分子催化剂的非天然催化活性和蛋白质骨架的可调性，为手性氧化吲哚类化合物的合成提供了新的途径。这类化合物在天然产物和药物化学中具有重要应用价值，其C3立体中心的绝对构型对生物活性有深远影响。尽管已有多种有机和金属催化方法，但这些方法通常需要苛刻条件且底物范围有限。相比之下，该人工酶在温和条件下表现出卓越的立体选择性和广泛的底物适用性。

吴毅教授团队在《Nature Communications》上发表的研究揭示了非整倍体酵母表型的遗传基础。通过建立合成型非整倍体酵母染色体随机重排的功能丧失筛选和整倍体中的功能获得验证，研究团队解析了多种复杂的酵母非整倍体表型，并系统地展示了依赖于基因剂量的非线性多基因相互作用在非整倍体表型形成中的重要作用，包括涌现效应、拮抗上位性和必要性—充分性不对称性。该研究不仅为理解酵母非整倍体表型提供了直接证据，也为解析21三体、肿瘤等人类非整倍体相关疾病提供了技术路线和理论参考。具体发现之一是，在III号染色体非整倍体耐热性研究中，关键区段锁定为YCL051W–YCL047C包含5个基因的区域，该区域整体剂量提升能激活海藻糖合成通路，从而提高细胞耐热性能。

中国药科大学董廖斌教授课题组在《Natural Product Reports》上发表了题为“Engineering Class I Terpene Synthases for Skeletal Diversity: Strategies and Applications”的综述论文，系统性地总结了I型萜类合酶的工程化改造策略及其在萜类骨架多样性生成中的应用。该综述详细介绍了六大工程化策略，包括结构引导的理性设计，通过高分辨率蛋白晶体结构解析活性位点残基如何稳定碳正离子中间体、引导底物构象及决定最终产物结构。文章还特别提到了eunicellane二萜合酶的高分辨率结构解析，为理解其产生具有生物活性的6/10-双环天然产物提供了分子基础。这项工作不仅为合成生物学和天然产物化学领域的研究人员提供了重要参考，还与此前发表的II型萜类环化酶综述形成互补，共同构建了萜类合酶研究领域的完整知识体系。

中国科学院天津工业生物技术研究所与天津大学合作，通过改造柠檬烯环氧水解酶（LEH），成功获得了高活力、高选择性的突变体（CH55-LEH M1与E4-LEH M2），能够高效催化立体互补的氧杂环丁烷动力学拆分反应，并应用于手性1,3-二醇的合成。研究团队验证了突变体在多种底物上的高选择性和催化效率，最高对映体过量值（ee值）达99%，转化率达44%。此外，团队还构建了一锅法双酶级联反应体系，将外消旋卤代醇转化为手性1,3-二醇，产物ee值超过97%，最高转化率达28%。该研究不仅拓展了LEH的应用范围，还为手性药物中间体的绿色生物制造提供了新的酶资源和技术基础。研究成果发表于《ACS Catalysis》期刊。

中国科学院天津工业生物技术研究所孙周通团队与中国医学科学院/北京协和医学院医药生物技术研究所付海根团队合作，首次实现了生物催化苯乙烯类轴手性分子的动态动力学拆分。通过改造亚胺还原酶突变体和筛选醇脱氢酶，成功合成了29种不同的苯乙烯类轴手性分子，并解析了酶的手性识别机制。该研究推动了非联芳基轴手性化合物合成领域的发展，相关成果发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》期刊。此外，孙周通团队还受邀在《Chemistry-A European Journal》上发表综述，总结了近年来工程化酶在构建各类轴手性骨架中的应用，并展望了生物催化在该领域的未来挑战与机遇。这些工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。

中国科学院天津工业生物技术研究所张燕飞研究员和赵国屏院士团队开发了一种新型光控酿酒酵母代谢通量动态调控系统OptoPdc1。该系统通过蓝光/黑暗切换，精准调控丙酮酸脱羧酶的催化活性，从而实现对酿酒酵母代谢通量的快速、可逆、高效控制。研究发现，在蓝光照射下，光控酿酒酵母菌株对乙醇生物合成的动态调控范围高达120倍，并且乙醇产量与蓝光强度呈正相关。此外，该系统还成功应用于异丁醇合成的代谢通量控制，光控菌株在蓝光脉冲下的异丁醇产量可达非光控菌株的120%。这一创新工具为酿酒酵母代谢通路调控提供了全新的蛋白质层面策略，并为依赖高效呼吸代谢的生物合成途径创造了有利条件。

北理工冯旭东与清华李春团队合作，在《Nature Communications》上发表文章，通过改造酵母过氧化物酶体，显著提升了甘草素的合成效率。研究针对微生物合成植物天然产物中乙酰辅酶A胞质供应不足的问题，将工程化目标转向过氧化物酶体。通过系统性改造调控过氧化物酶体生物发生与功能的PEX蛋白，实现了对该细胞器数量、形态及代谢能力的理性重塑。结果表明，甘草素在5升发酵罐中的产量达到1102.4 mg/L，较初始工程菌株提高了近40倍。该研究为增强微生物细胞工厂的代谢流量提供了新的解决方案，展示了“细胞器工程”在解决代谢瓶颈中的潜力。

天津大学研究团队通过构建一个人工光合混菌系统，成功实现了从CO₂直接合成高价值的顺式-顺式黏康酸。该系统利用基因工程改造的蓝细菌在光照条件下固定CO₂并分泌蔗糖与反式肉桂酸，而谷氨酸棒状杆菌则利用这些底物高效积累目标产物。研究人员通过优化培养基组分和接种比例，并采用海藻酸钠凝胶固定化蓝细菌，显著提升了系统的稳定性和效率。代谢组学分析显示，异养菌的糖酵解、能量代谢与氮代谢途径显著增强，最终实现了CO₂的持续固定与转化，以及顺式-顺式黏康酸的高效生产。这一成果为未来CO₂到生物基材料的绿色制造提供了全新路径，推动了生物基材料行业的可持续转型。

中国农业科学院基因中心团队在黄曲霉毒素合成调控因子AflR的DNA识别机制研究中取得新进展，相关成果发表于《Nature Communications》。研究揭示了AflR通过“结构化锚点+动态触手”的独特机制识别多样化的DNA序列，保持调控特异性。锌簇转录因子AflR是黄曲霉毒素生物合成的关键调控因子，其缺失可使毒素产量降低90%以上。该研究不仅解决了AflR如何识别多样化DNA序列的问题，也为理解黄曲霉毒素合成调控网络提供了重要基础。研究成果有助于开发更精准的防控策略，减少因真菌毒素污染造成的经济损失和食品安全威胁。

浙江大学医学院冯友军课题组在《PNAS》上发表了一项重要研究，首次揭示了自然界中可调节的第4条生物素从头合成通路—BioE-BioL途径。生物素（维生素B7）是多种中心代谢过程中的关键辅酶，部分病原菌通过自身合成或摄取生物素来增强其在宿主体内的定植与侵袭能力。传统的庚二酸生成途径包括BioC–BioH、BioI–BioW和BioZ路径，但伊丽莎白菌属缺乏这些已知途径却仍能自主合成生物素。该研究通过对2,034个属、8,890株细菌基因组的深入分析，发现了一种全新的生物素合成机制，为开发针对耐药菌的抗毒力药物提供了新的靶标。这项研究不仅扩展了对生物素合成途径的理解，也为解决多重耐药菌感染问题开辟了新方向。

中国科学院天津工业生物技术研究所孙周通团队在多酶催化合成头孢类抗生素母核7-ADCA方面取得重要进展。该团队创新性地构建了一种“分工协作”的双工程菌系统，结合固定化酶技术，实现了从廉价易得的青霉素G高效、绿色合成7-ADCA。通过设计包含DAOCS、GOX和Cat的三酶级联反应路径，成功再生关键辅因子α-酮戊二酸，显著降低了辅因子添加成本。团队采用“功能分菌”策略，构建了两种工程化大肠杆菌SCell-A与SCell-B，有效缓解了细胞表达和催化压力。在15 L规模反应器中，仅用10小时即可将50 g/L青霉素G转化为38.30 g/L G-7-ADCA，转化率高达95.32%。随后，通过固定化酰化酶一步水解，获得81.32 g/L 7-ADCA，时空产率达到40.7 g/L/h，为目前文献报道的最高水平。这项研究不仅突破了单细胞催化系统的表达限制，也为其他高值化合物的生物合成提供了可借鉴的双细胞催化策略。研究成果发表于《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》上。

本文报道了Ammosamides生物碱的生物合成途径，特别是吡咯亚氨基醌骨架的形成机制。Ammosamides是从海洋链霉菌*Streptomyces* sp. CNR698中分离得到的具有显著抗肿瘤活性的天然产物。其生物合成基因簇（*amm* BGC）编码了前体肽*AmmA*及多种修饰酶。研究发现，一种新的肽氨酰-tRNA连接酶（PEARL）*AmmB4*能够将精氨酸（Arg）连接到二氨基醌中间体6上，形成新的中间体7。这是首次发现PEARL酶能够利用带电荷的氨基酸作为底物。结构模拟显示*AmmB4*表面存在特定的负电性区域以识别精氨酸的胍基。进一步研究表明，新引入的精氨酸在最终产物中不存在，而是一个关键的生物合成“标签”。此外，研究团队还纯化了异二聚体金属蛋白酶*Amm12/Amm13*，并探讨了前体肽的释放机制。这些发现为理解Ammosamides的完整生物合成途径提供了重要信息。

上海交通大学瞿旭东教授团队与厦门大学王斌举教授团队合作，在《美国化学会志》上发表研究论文，揭示了P450酶催化双吡咯并吲哚二酮哌嗪（BPI-DKP）生物碱中相同吡咯并吲哚结构单元形成的两种不同机制。该研究通过鉴定和表征细菌来源的二聚化酶TtpB1，结合多种实验技术，首次阐明了BPI合成酶的非对称底物结合模式，并系统阐明了TtpB1催化BPI-DKP形成的新机制，包括差异化的环化路径和由氢原子攫取触发的自由基级联反应。这项工作为相关天然产物的生物合成路径解析与仿生合成提供了重要理论依据。

西湖大学曾安平团队在《Science Advances》发表论文，揭示了大肠杆菌的硫辛酸蛋白连接酶A（LplA）能够在人、哺乳动物、藻类及真菌等多种真核细胞中启动硫辛酰化“补救”途径。该研究颠覆了传统认知，证明了细菌酶可以修复因硫辛酰化“从头合成”通路基因缺陷导致的遗传性线粒体功能障碍。通过引入单一细菌来源的硫辛酸连接酶，研究人员成功重建了原本缺失的“补救”通路，实现了多重基因修复，为治疗多种线粒体疾病提供了全新思路。这一发现不仅揭示了细菌酶跨物种功能的普适性机制，还为相关疾病的治疗开辟了新的方向。