近日，国际顶尖期刊Trends in Biotechnology在线发表了江南大学科研团队的一项重磅研究成果"Multidimensionally engineered Escherichia coli for efficient gadusol biosynthesis with high-throughput quantitative analysis"（DOI: 10.1016/j.tibtech.2026.03.013）。江南大学2022级博士生张萍为论文第一作者，康振教授、李江华教授和博士后胥睿睿为论文通讯作者。
Gadusol，这一源自鱼类的天然防晒分子，它在鱼类卵子发生过程中由母体合成并储存于卵中，是胚胎早期发育阶段抵御致命紫外线辐射的核心屏障。Gadusol不仅能直接阻止UVB诱导的DNA损伤，还能高效清除活性氧自由基（ROS），从而精准阻断细胞应激与凋亡信号通路。凭借其卓越的抗氧化能力和广谱紫外吸收特性，Gadusol在食品抗氧化保鲜、高端化妆品防晒护肤、生物医药辐射防护等万亿级市场中展现出强大的商业价值。
现阶段，天然生物提取Gadusol存在原料成本高、提取流程复杂、产物得率低下等问题；目前微生物合成方式存在菌株合成能力弱、检测分析效率低等问题，严重制约了Gadusol的工业化生产与应用。因此，研究团队通过搭建高通量筛选体系，采用多维度系统改造策略，从关键合成元件调控、菌株代谢通路优化等层面对大肠杆菌进行定向工程改造。首先，基于Gadusol的超强抗氧化活性，构建了高效的Gadusol高通量检测筛选平台，依托该平台，团队建立了针对Gadusol合成代谢靶点的sRNA动态调控文库，对核心代谢节点实施精准调控，同时巧妙优化了胞内辅因子供给平衡，打通了微生物细胞内的合成通路。最终，经过系统工艺放大验证，在5 L发酵罐中，改造后的工程菌株Gadusol产量突破4.2 g/L，创造了目前公开报道的最高产量纪录，并优化纯化分离方法验证了Gadusol的防晒能力。
本研究不仅打通了Gadusol从“实验室合成”到“工业化生产”的技术壁垒，为低成本、规模化、绿色可持续的Gadusol生产奠定了坚实的理论与工艺基础，更为其他天然抗氧化活性物质的微生物合成提供了可复制、可推广的高通量定量方法。使得Gadusol将有望变为大众可及的消费品，有力拓展其在食品、美妆、生物医药等领域的广泛应用。
本研究得到国家重点研发计划（2024YFF1106300）、国家自然科学基金（U24A20368、32370066、32400056）、江苏省自然科学基金（BK20241616）、中国博士后科学基金资助项目（GZC20240607）、江苏省合成生物学基础研究中心项目（BK20233003）以及广东省科技计划项目（2024B1111160002）的经费支持。
大肠杆菌工程化改造合成gadusol
Gadusol的高通量筛选方法
Gadusol的sRNA代谢文库
设计辅因子循环促进gadusol合成
5-L罐发酵优化合成gaduso
测评gadusol的抗氧与防晒性能
