《自然》期刊2018年3月21日發(fā)表的一篇論文中，美國普林斯頓大學(xué)的研究人員通過(guò)光來(lái)增加基因修飾的釀酒酵母產(chǎn)生異丁醇的能力，比先前報道的水平高出5倍，該研究也為科學(xué)家們提供了一個(gè)強大的新工具來(lái)探索細胞的代謝過(guò)程。

　　光在該實(shí)驗中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，它能轉換基因的表達。這些特定基因對光敏感，光可以觸發(fā)或抑制其表達，改造過(guò)的酵母可實(shí)現在生產(chǎn)乙醇和異丁醇之間交替。研究人員通過(guò)基因工程來(lái)抑制酵母的生長(cháng)，產(chǎn)生大量的異丁醇，但高濃度的異丁醇會(huì )殺死酵母，因此研究者通過(guò)基因工程和光線(xiàn)組合來(lái)優(yōu)化異丁醇生產(chǎn)。首先，研究人員將藍光可控制的海洋細菌的修飾基因置于酵母的DNA中，然后利用光線(xiàn)開(kāi)啟反應過(guò)程，激活酵素，酵母消耗葡萄糖，分泌乙醇，自然地生長(cháng)和繁殖。在此期間生產(chǎn)異丁醇的酶不起作用。將酵母轉向黑暗，關(guān)閉乙醇生產(chǎn)酶，為異丁醇的產(chǎn)生騰出空間。研究人員通過(guò)每隔幾小時(shí)發(fā)射一陣藍光來(lái)讓細胞生長(cháng)，避免異丁醇的過(guò)度累積，來(lái)找到光明與黑暗的正確平衡點(diǎn)。

　　較之于基因工程或化學(xué)添加劑，使用光控制酵母的化學(xué)生產(chǎn)有以下幾個(gè)優(yōu)勢。首先，光線(xiàn)比大多數的替代品更快、更便宜。光是可調節的，在發(fā)酵過(guò)程中可以隨時(shí)切換細胞的功能。另外，光可以作用于特定基因而不影響細胞的其他部分。