高等藥用真菌是生產具有多樣生物活性的次級代謝物的重要資源。靈芝酸是高等藥用真菌靈芝中的三萜類化合物，十多年來鐘建江教授課題組運用生物工程先進技術，成功從靈芝菌絲體發酵中獲得了多種靈芝酸單體，並且藥理藥效研究證明他們具有抗腫瘤、抗腫瘤轉移、逆轉多藥耐藥性等重要藥理活性🚪，為癌症治療配伍藥物的研製提供了物質基礎。最近，該實驗室研究生王家樂等對於靈芝酸粗提液提出了酸解-乙酰化-酸解的預處理策略🧜🏼‍♂️，使抗癌化合物靈芝酸T在粗提液中的質量含量及分離度分別提升了4倍和7倍🧘‍♂️，建立了化學反應預處理聯合反相色譜分離的高效製備靈芝酸T的工藝技術，可用於今後靈芝酸T大規模生產製備。該成果申請了國家發明專利，有關論文發表在今年3月份出版的Biotechnology and Bioengineering期刊上（1）。
       
       由於靈芝酸較低的生產率製約著它的各種應用💆‍♀️。鐘建江教授課題組提出了信號轉導工程作為提高次級代謝產物產量的一種有效策略🌓，並利用該策略成功地提升了靈芝酸的生物合成效率。針對在兩階段培養過程中的靜置培養階段👰🏽‍♀️，在其開始時點即在培養基中添加10 mM鈣離子，使胞內鈣離子濃度上升👩🏻‍🎤，激發了鈣調磷脂酶信號途徑，上調了靈芝酸合成關鍵基因hmgr,sqs和ls的轉錄水平🌮，最終使靈芝酸產量有效提高了4.5倍。該研究成果已在線發表在Biotechnology Advances雜誌上（2）。另外🚵🏽，該課題組發現通過添加鈉離子開啟鈉離子/鈣離子交換通道，引起胞內鈣離子濃度上升，也能有效激發鈣調磷脂酶信號途徑，上調靈芝酸合成關鍵基因hmgr,sqs和ls轉錄水平，使靈芝酸產量提高2.8倍，該結果贏得剛剛在韓國閉幕的第15屆國際生物技術大會(IBS2012)的好評，博士生徐軼寧也因此獲得了IBS 2012 Organizing Committee Poster Award（大會墻報獎）♊️。該研究為利用信號途徑，調控和高效生產三萜類次級代謝產物靈芝酸提供了有用的信息。
       
       鐘建江課題組還進一步嘗試通過基因工程的手段改善萜類生物合成途徑🐗✊🏼，但至今在蘑菇類高等真菌中尚未見成功事例。該課題組的博士後徐軍偉等最近成功建立了靈芝同源轉化系統，並通過染色體步移以及定點突變的方法，獲得了靈芝同源轉化篩選標記cbxR,並利用cbxR建立了農桿菌介導的靈芝轉化系統🪺。進一步利用建立的轉化系統高表達了靈芝酸生物合成途徑的關鍵酶3-羥甲基戊二酰輔酶A還原酶 (HMGR)㊗️，使工程菌株中靈芝酸的含量比野生型菌株提高了2倍，中間代謝物鯊烯和羊毛甾醇的積累也高於相應的野生型菌株，關鍵基因 hmgr,fps,sqs和ls的轉錄水平分別是野生型10🔏，6.8，6.8和9.1倍♊️，表明高表達tHMGR基因增強了靈芝細胞合成靈芝酸的能力。該成果展示了在高等真菌靈芝中采用基因工程手段提高靈芝酸積累的方法，為抗癌次級代謝物靈芝酸的高效生產及其調控提供了重要平臺🤴🏻。以上結果在線發表在Applied and Environmental Microbiology上（3）。上述工作受到973項目和國家自然科學基金的資助。
       
相關鏈接💆🏿‍♂️：
       1) Wang JL; Gu T; Zhong JJ. Enhanced recovery of antitumor ganoderic acid T from Ganoderma lucidum mycelia by novel chemical conversion strategy. Biotechnology and Bioengineering, 2012, 109: 754-762.
       2) Xu YN, Zhong JJ. Impacts of calcium signal transduction on the fermentation production of antitumor ganoderic acids by medicinal mushroom Ganoderma lucidum. Biotechnology Advances, 2011, DOI: 10.1016/j.biotechadv.2011.10.001.
       3) Xu JW, Xu YN, Zhong JJ. Enhancement of ganoderic acid accumulation by overexpression of an N-terminal truncated 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase gene in basidiomycete Ganoderma lucidum. Applied and Environmental Microbiology, 2012, DOI: 10.1128/AEM.01263-12.