近期，我校生物工程学院罗玮教授课题组在《Biotechnology Advances》发表了题为“Advances on the biosynthesis of ergothioneine using microbial chassis”的综述论文，系统总结了麦角硫因（Ergothioneine, ERG）的生物合成研究进展，并提出了利用微生物底盘细胞实现其工业化生产的新策略。
麦角硫因是一种天然含硫氨基酸，具有优异的抗氧化、解毒、神经保护等多种生理功能，广泛应用于食品、化妆品和医药等领域。近年来，随着市场需求的快速增长，传统的提取与化学合成方法已难以满足绿色、高效、低成本的生产需求，生物合成法因此成为研究热点。
本文系统梳理了麦角硫因的发现历程、结构特性、生理功能及其在多个领域的应用前景，重点比较了不同生产方法的优劣，指出生物合成法在环境友好性、原料可再生性和产品安全性方面具有显著优势。文章进一步深入分析了原核、真核及厌氧微生物中麦角硫因的合成路径，阐明了关键酶基因（如EgtA、EgtB、Egt1、Egt2等）在合成过程中的作用机制。
在底盘细胞构建方面，研究团队系统总结了以大肠杆菌、酵母、谷氨酸棒状杆菌等为宿主的代谢工程策略，包括关键酶表达优化、前体供应增强、竞争路径敲除、蛋白工程改造等手段，显著提升了麦角硫因的产量与合成效率。例如，通过在大肠杆菌中引入真菌来源的Egt1和Egt2基因，并结合前体代谢路径优化，已实现5.4 g/L的麦角硫因产量。
此外，文章还探讨了发酵工艺优化、低成本原料替代（如玉米浆、甘蔗渣等）以及产物分离提取策略，为实现麦角硫因的工业化生产提供了系统解决方案。作者指出，未来应进一步加强高效合成酶的挖掘与改造、底盘细胞的系统生物学研究以及发酵过程的智能控制，推动麦角硫因从实验室走向产业化。论文的发表不仅展示了我校在微生物合成生物学领域的研究实力，也为我国高附加值天然产物的绿色生物制造提供了理论依据和技术支撑。
我校研究生康熙月为第一作者，罗玮教授为论文的通讯作者。近年来，我校生物工程学院罗玮教授团队利用合成生物学技术在高附加值产品代谢工程、酶/蛋白质工程以及发酵工艺方面取得重要进展，相关成果陆续发表于Biotechnology Advances（2025）、International Journal of Biological Macromolecules（2025、2024 a/b）、Journal of Agricultural and Food Chemistry（2025 a/b/c、2024 a/b、2021）、Applied and Environmental Microbiology（2020a、2020b）、ACS synthetic Biology（2025a/b）、Molecular Catalysis（2025、2022、2021）、Bioresource Technology（2018）等本领域权威期刊。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2025.108701
图1：大肠杆菌中麦角硫因生产的代谢工程策略
图2：酵母中麦角硫因生产的代谢工程策略
