运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）是一种在微生物发酵工程中非常具有前景的底盘细胞。
iSynBio造物联合合成生物学创新大赛推出《大赛项目揭秘专题》，本期为第五期，嘉宾为湖北大学HUBU-SPEC团队，参赛项目为运动发酵单胞菌基因表达严谨调控系统的构建。
运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）是一种在微生物发酵工程中非常具有前景的底盘细胞。为了在运动发酵单胞菌内实现外源基因表达的严谨调控，本团队构建了由四环素（Tetracycline, Tc）与阿拉伯糖（Arabinose, Ara）共同诱导的T7 RNA聚合酶，以及含有T7启动子的pTZ系列穿梭表达质粒（运动发酵单胞菌-大肠杆菌），成功建立了表达效率高、正交性强的T7表达系统，我们也利用该系统测试了数种外源蛋白的表达水平。
同时，我们选取具备自动分泌特性的超折叠绿色荧光蛋白(sfGFP, superfold GFP)测试其在运动发酵单胞菌的分泌能力，可以与上述建立的系统实现异源蛋白的高效表达与一步分泌。
基因表达调控是一个具有多层次性和复杂性的过程，包括基因水平、转录水平、转录后水平和翻译水平等多个层次。对于原核生物而言，其调控表达系统诱导过程缓慢、效率低，缺乏诱导特异性和表达的精确调控等，限制了表达系统的应用。故而期望出现更丰富的基因严谨调控系统，使基因的时空表达受到高效的严谨控制，有效使用细胞的资源。运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）是一种兼性厌氧的革兰氏阴性菌，是目前已知唯一通过Entner-Doudoroff（ED）途径进行厌氧发酵的微生物，具有基因组小，乙醇产率高，耐受高糖、高酒精，生长温度（24～45℃）和pH（4.0～8.0）范围广泛等优良特性。由于运动发酵单胞菌的这些特性，使得它在工业化生产上具有广阔的应用前景。近年来也有针对运动发酵单胞菌开展的大量系统与合成生物学、基因工程与代谢工程等方面的研究成果。
大肠杆菌中高效表达的T7 RNA聚合酶（T7 RNAP, T7P）系统已有报道，我们尝试在运动发酵单胞菌中设计类似的高效表达系统，用于严谨调控线路的构建，帮助解析有毒基因的功能及实现代谢途径在运动发酵单胞菌中的严谨调控；同时也将构建可以在运动发酵单胞菌与大肠杆菌中使用的穿梭质粒，方便质粒的构建及提高外源基因在运动发酵单胞菌中的表达效率，为后续蛋白的表达与分泌及代谢工程途径优化调控奠定基础。
我们选用绿色荧光蛋白GFP作为报告蛋白，相应的基因克隆到含有PT7启动子的pTZ22b和pTZ28a空载体上；同时将该基因克隆到不含PT7启动子的pEZ15A空载体上作为对照组。将含上述报告基因的3种质粒分别转化到重组菌株ZM-1（p39-Ptet-AraC-PBAD-T7P）中。
我是熊雨欣，很荣幸担任HUBU-SPEC团队的队长，在项目中负责实验操作、总结与归纳等工作。很高兴在比赛期间能够与团队成员努力进步，同时对合成生物学有更加全面深刻的了解，希望我们的团队能够获得理想的成绩！
毕业于湖北大学（生物学学士，1993年），武汉大学（微生物学硕士，2000年），及美国加州大学河滨分校（微生物学博士，2005年）。曾先后任职美国能源部橡树岭国家实验室（Research Associate，2007-2011）及美国国家可再生能源实验室（Staff Scientist，2011-2016）。2016年底加入湖北大学生命科学学院，主要从事微生物代谢工程、合成生物学、以及绿色生物制造等方面研究；作为负责人主持多项国家自然科学基金及省部级科研项目；先后在Nature Biotechnology、PNAS等期刊发表论文 80多篇，引用3600余次，H-index 35。获美国授权专利6项、中国专利授权8项。长期担任国际学术期刊编辑及《合成生物学》编委。
合成生物学是生命科学领域一门新兴的前沿交叉学科和典型的汇聚技术。它通过融合工程科学理念与生命科学原理及基于多学科的使能技术，设计合成新的或改造天然的生命系统，揭示生命规律、构筑新一代工程生物体系；被喻为“认识生命的钥匙”（造物致知）、改变未来的颠覆性技术（造物致用）。
合成生物学创新大赛主要面向在校大学生以及在读硕士研究生。本届创新大赛包括医疗、农业、环境、制造、信息、基础研究及创新应用等多个领域，鼓励学生从兴趣出发，探索合成生物学在不同领域的创新和应用。首届创新大赛将于 2022 年 7月9-10日在深圳理工大学线下举行。
