鹽單胞菌是從極端的鹽堿湖泊和鹽礦中發現的一種嗜鹽微生物。鹽單胞菌為革蘭氏陰性的桿狀細菌,生活在深海、鹽湖等高鹽環境中,在極端環境下仍能快速生長,可以避免雜菌污染對發酵培養的干擾。
鹽單胞菌可以葡萄糖、甘油、果糖等多種化合物作為底物進行培養。鹽單胞菌還具有廣泛代謝能力,經基因工程技術改造,可合成聚羥基脂肪酸酯(PHA)、聚-3-羥基丁酸酯-4-羥基丁酸酯(P34HB)、胞外聚合物(EPS)、5-氨基乙酰丙酸(ALA)、四氫吡啶、果聚糖、生物表面活性劑蛋白、氨基酸、聚(3-羥基丁酸-co-3-羥基戊酸)(PHBV)、衣康酸、3-羥基丙酸(3-HP)等多種高價值的生物產品。
我國是工業生物技術大國,生物發酵產業規模龐大,但傳統生物發酵產業發展存在高耗能、高耗水、滅菌操作復雜、生產成本高等問題,在碳中和、碳達峰戰略背景下,市場對下一代工業生物技術(NGIB)的需求日益旺盛。鹽單胞菌為下一代工業生物技術潛力底盤細胞,基于鹽單胞菌的下一代工業生物技術具有發酵無需滅菌、節能節水、分離過程簡單、產物終濃度高、生產運營成本低等優勢,應用潛力日益凸顯。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年中國鹽單胞菌市場行情監測及未來發展前景研究報告》顯示,近年來,合成生物學、基因編輯、基因測序等技術的發展,及相關調控工具、調控元件研發進程加快,為鹽單胞菌在生物制造平臺上的應用奠定了基礎。目前基于鹽單胞菌的下一代工業生物技術體系正不斷完善,并已成功用于開放、非滅菌條件下連續生產PHA、氨基酸等。
我國鹽單胞菌相關科研單位及企業有清華大學、天津大學、北京微構工場生物技術有限公司(微構工場)等。清華大學陳國強團隊在基于鹽單胞菌的下一代工業生物技術研發方面處于全球前列,并實現了鹽單胞菌高產3-羥基丙酸、PHA等。在產業化方面,微構工場已成功將鹽單胞菌應用于化學品和PHA的大規模生產中,并實現了商業化。
新思界
行業分析人士表示,鹽單胞菌為嗜鹽微生物之一,作為生物制造平臺,其兼具生產成本低廉、可持續性高、耐鹽能力強、代謝能力廣泛等優勢,在環境修復、藥物開發、生物工程、染料、化妝品原料等領域具有廣闊開發空間。目前鹽單胞菌應用已展現出巨大潛力,在合成生物學技術助力下,其市場將得到進一步發展。