有效突破甲醇生物制造瓶颈　华南理工研究团队创下微生物甲醇耐受性最高纪录

近日，学院韩双艳教授团队通过系统性改造毕赤酵母甘油磷脂代谢通路，成功构建了甲醇耐受性达10%以上的工程菌株S33，创下微生物甲醇耐受性最高纪录。相关成果以“Membrane remodelling for increased methanol tolerance in Komagataella phaffii”为题，在《自然·合成》（Nature Synthesis）上发表。这是学校在合成生物学与绿色生物制造领域取得的又一项重要突破。

甲醇作为可由二氧化碳、生物质转化而来的可再生一碳原料，是替代粮食碳源的理想选择。然而，高浓度甲醇会破坏微生物细胞膜结构并引发氧化损伤，传统改造策略仅能将微生物对甲醇的耐受上限提升至1%—5%，难以满足高效低成本的工业化发酵生产需求。

甲醇高耐受毕赤酵母菌株S33的工程改造原理

学校团队系统解析了高浓度甲醇胁迫下毕赤酵母的死亡路径，发现细胞膜甘油磷脂代谢发生显著重塑，膜稳态维持是突破耐受极限的关键因素。在此基础上，团队协同过表达PET2、PSA、0178、0267四个关键基因，成功获得工程菌株S33。该菌株可在10%—13%甲醇环境下稳定存活，单次甲醇添加量最高可达16%。由于高浓度甲醇形成了天然抑菌环境，在无严格灭菌的补料分批发酵条件下，S33脂质产量可达40g/L，脂质占细胞干重40%，大幅提升了工艺经济性，展现出良好的工业化放大潜力。

基于上述发现，团队首次提出“膜脂质重塑驱动代谢重编程（MLR-DMR）”理论模型，阐明了膜稳态与中心碳代谢协同调控机制，实现了甲醇耐受改造从单一毒素解毒向细胞膜全局稳态调控的范式转变，为严苛工业条件下高鲁棒性微生物细胞工厂的构建提供了从理论模型到工程菌株的系统性解决方案。

该成果有望有力推动一碳生物炼制与低碳生物制造的产业化进程，直接服务于国家“双碳”目标与绿色生物制造战略需求，体现了学校在生物科学方面的原始创新实力，以及在服务国家重大战略中的积极作为。

韩双艳教授为论文唯一通讯作者，博士生王帅为第一作者，华南理工大学为唯一通讯单位。研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划的资助。

·相关成果链接：https://www.nature.com/articles/s44160-026-01092-7