在自然界中存在多种嗜油菌株，如解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica），它们可以利用疏水性底物作为唯一碳源进行生长、代谢和繁殖。近年来，随着合成生物学的发展，解脂耶氏酵母已被广泛用于降解含油食物垃圾、处理石油污染的土壤、发酵生产高价值的化学品。微生物包埋技术可为它们提供物理保护，从而提高其稳定性、重复利用性，以及增加它们在生物反应器中的密度。然而，当前包埋微生物的材料均为亲水性材料，无法发挥解酯耶氏酵母的独特性质。同时，在混菌发酵体系中，利用亲水材料包埋解酯耶氏酵母难以避免与其他菌株进行底物竞争。

  此研究受到解酯耶氏酵母可摄取长链烷烃作为碳源的启发，选用一系列化学结构相似但具有不同侧链长度的甲基丙烯酸酯单体。由于选用的单体为液态，避免了毒性有机溶剂的使用。同时，选用了光引发剂819，在模拟自然光的照射下快速成胶，避免了高温等严苛的条件。选用的单体对解脂耶式酵母具有优异的生物相容性，制备过程对酵母温和无害，包埋后酵母成活率最高可达到~96%。并且，包埋在有机胶中的酵母仍具有代谢活性，能够生长并发挥功能。

图1 有机胶设计制备示意图

图3 （a）有机胶包埋解酯耶氏酵母冻存。（b）解酯耶氏酵母冻存存活率。

  由不同单体制备得到的有机胶呈现出不同的相变性质，通过温度的转变，能够快速且简便的在众多有机胶中挑选出目的有机胶（图4）。结合有机胶的多种优异性质及DNA信息存储技术，可以形成DNA数字信息的加密存储的平台，进行DNA数字信息传递及长期储存。

 图4 DNA数字信息的加密保存。

  文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.2c00847

 作者简介

张雷教授现任天津大学化工学院生物化工系教授，系主任，博士生导师，国家自然科学基金优秀青年基金获得者。主要研究方向包括生物化工与合成生物学、低温保护、功能材料、海洋涂料等。在包括Nature Biotechnology, Nature Communications, JACS, Angew, AIChE Journal, CES, Research, Engineering等期刊发表论文100多篇。

肖文海，天津大学化工学院副教授，博士生导师。绿色生物制造重点专项“原料药工业菌种改造关键技术及产业示范”项目课题负责人。主要研究方向是基于合成生物学技术和代谢工程技术高效构建萜烯类酵母细胞工厂，已在Biotechnology Advances, Metabolic Engineering，Microbial Cell Factories，Current Opinion in Biotechnology等国际知名刊物发表第一作者/通讯作者SCI论文30多篇，成果被Nature Chemistry，Nature Communications等高度评价。