从制造到智造:维生素B12与合成生物学的不解之缘

作     者：康倩 吕荣玉 张大伟 

作者机构：中国科学院天津工业生物技术研究所 中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学重点实验室 天津科技大学生物工程学院 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2025年第1期

页      面：44-59页

核心收录：

学科分类：08[工学] 09[农学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家重点研发计划(2020YFA0907800) 国家自然科学基金(22325807,22178372,22208367) 中国博士后科学基金会与天津市联合资助项目(2023T008TJ)资助 

主　　题：合成生物学 维生素B12 生物制造 细胞工厂 无细胞合成 

摘      要：合成生物学以生命科学为基础,辅以工程化思维,融合了物理学、化学、计算机科学等学科知识,旨在改造、设计、构建新型的生物体系.维生素B12作为横跨医学、化学和生物学三学科的“明星小分子,近百年来一直备受研究人员的重视,其生物制造在合成生物学发展的推动下不断创新.本文探讨了自1926年维生素B12小分子被发现至今的重要研究成果和内容,其中囊括在早期医学、化学研究时期,维生素B12相关研究的重要诺奖级成果;天然合成维生素B12菌株挖掘、催化途径解析及遗传工具开发;人工重组合成维生素B12菌株和体系的构建及优化等重要内容.聚焦近30年来,合成生物学系统研究方法的提出和推进对维生素B12生物制造有显著促进作用.这些进展推动了维生素B12从简单的天然菌种“制造过程走向更具设计性、智能化的人工菌种与人工体系的“智造过程转变.此外,维生素B12复杂的天然合成途径成为经典的研究范本,为合成生物学发展提供了优秀的经典案例,与合成生物学的发展结下“不解之缘.