人民网天津11月25日电 （孙一凡）近日，中科院天津工业生物技术研究所实现了维生素B12的从头合成。研究人员首先解析了维生素B12好氧合成途径中钴螯合与腺苷钴啉醇酰胺磷酸的合成机理，然后将维生素B12合成途径划分成5个模块，采用“自下而上”的策略将来源于Rhodobacter Capsulatus等5种细菌中的28个基因在大肠杆菌细胞中成功组装、调控，解决了多基因的适配机制问题，形成集成不同来源基因组装出的从头设计人工途径，最终实现了维生素B12的从头合成，合成菌种发酵周期仅为目前工业生产菌株的1/10，有望成为新一代维生素B12工业菌株。这项研究不仅填补了维生素B12生物合成途径的缺口，而且成功实现了几十个基因在底盘细胞中有序的功能表达与调控，展示了模式菌株在异源复杂天然产物合成方面具有的巨大潜力，将启发和鼓励更多的复杂天然产物异源生物合成的研究。

    据了解，维生素B12是一种含有金属钴的复杂有机分子，广泛应用在药品、饲料、食品和化妆品等领域，需求逐年上升，市场缺口日益突出。微生物发酵是获得维生素B12的现有方式，发酵周期长、生产成本高，工业生产菌种遗传改造困难，提高产量难度极大。利用合成生物学手段，从头设计组装维生素B12合成途径、在异源细胞中实现生物合成，具有重大的科学与技术创新价值。但维生素B12结构复杂、合成途径长、关键基因缺失，在异源细胞中操纵数十个基因、实现人工生物合成途径组装面临巨大挑战。

据悉，该研究得到天津市杰出青年科学基金（17JCJQJC45300）和中国科学院科技服务网络计划（STS）等项目支持，相关研究成果发表在国际权威期刊Nature Communications。