酿酒酵母：生物技术领域的“瑞士军刀”

酿酒酵母：生物技术领域的“瑞士军刀”

酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是一种单细胞真菌，在生物技术领域具有重要地位。它不仅在酒类酿造、面包发酵中起到关键作用，还是基因工程研究的理想模型生物。本文将为您详细介绍酿酒酵母的特点及其在生物技术中的重要应用。

基本概念

酿酒酵母电镜照片

酿酒酵母，学名为Saccharomyces cerevisiae，是一种单细胞真菌，广泛存在于自然界中，尤其是在含糖环境中。它能够通过发酵作用将糖类转化为酒精和二氧化碳，这一特性使其成为酿造酒类和面包的关键原料。

酿酒酵母的特点

啤酒发酵基本流程

1. 高效发酵能力：酿酒酵母能够快速将糖类转化为酒精和二氧化碳，这一点在酿酒和面包制作中尤为重要。

面包

2. 遗传可操作性：酿酒酵母的基因组相对较小，且易于操作，这使得科学家可以通过基因工程技术对其进行改造，以适应各种生物技术应用。

3. 安全性：酿酒酵母是被美国食品及药物管理局(Food and Drug Administration,FDA)认定为公认安全(generallyrecognized as safe,GRAS)菌株，其安全性也得到了广泛认同。

酿酒酵母在生物技术中的重要性

1. 工业发酵的核心：酿酒酵母在工业发酵过程中扮演着核心角色。它不仅在酒类酿造、面包发酵中起到关键作用，还可以用于生产乙醇、氨基酸、萜类化合物等生物化工产品。

2. 基因工程的模型生物：酿酒酵母是第一个全基因组定序的真核生物。由于其遗传可操作性，酿酒酵母成为了基因工程研究的理想模型生物，许多基础生物学原理都是通过对酵母的研究得以揭示。如下图即为酿酒酵母基因编辑工具Cas9蛋白敲除载体pJH001，在基因工程中，载体可用于外源基因的敲入等特殊用途。例如可以把番茄、柑橘等植物的基因敲入到酵母中。

酿酒酵母基因编辑工具Cas9蛋白敲除载体pJH001

2. 药物和疫苗的生产平台：通过基因工程技术，酿酒酵母可以被改造为生产药物和疫苗的“工厂”，为医药行业提供新的治疗手段。如乙肝疫苗、新冠肺炎疫苗等等。

4.生物信息学的研究工具：酿酒酵母的基因组已被完整测序，为生物信息学的研究提供了宝贵的数据资源，有助于我们更好地理解生命的奥秘。

总结来说，酿酒酵母不仅是我们日常生活中不可或缺的一部分，更是生物技术领域中一颗璀璨的明星。随着科学技术的不断进步，我们有望看到酿酒酵母在更多领域发挥其独特的价值。

参考文献

[1] 刘宇飞,曹颖,常立业,等. 毕赤酵母细胞工厂工程化改造与应用 [J]. 生物工程学报, 2023, 39 (11): 4376-4396. DOI:10.13345/j.cjb.230095.

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