# 國大科研突破：教酵母「看懂」紅藍光，打開可編程生物製造新空間

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Published: 2026-08-12
Source: 獅城新聞

我們熟悉的酵母，除了會釀酒、做麵包，現在還被國大科學家教會了一項新技能：看懂光的顏色，並聽從指令工作。

酵母學會了看「紅綠燈」 

釀酒、做麵包離不開的酵母，早已是生物技術界的「勞模」。經過改造，它能將糖轉化為藥物、燃料等化學品。但如何精準、及時地指揮這些微型細胞工廠，始終是個難題。

最近，新加坡國立大學的一個研究團隊找到了新方法。他們利用「光遺傳學」技術，成功給酵母細胞裝上了「光控開關」。這項研究由國大設計與工程學院生物醫學工程系副教授 Poh Chueh Loo 領導。

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副教授 Poh Chueh Loo（右）和 Linus Tan Yu Han（左）成功地改造了麵包酵母，使其能夠感知和響應不同顏色的光，從而為利用紅光和藍光控制細胞行為提供了新的方法。

簡單來說，就是通過改造，讓細胞里的特定基因能對光做出反應。用不同顏色的光照射，就像給酵母發送不同的工作指令，光控系統無需額外添加外源輔因子。這是全球首次在單一酵母菌株中，實現對多種顏色光的響應。這項研究成果已於2026年5月22日發表在頂級科學期刊《自然通訊》（Nature Communications）上。

我們的目標，一直都是精確、動態地控制細胞這部機器。現在，通過用不同顏色的光來指揮複雜的多步驟生產，我們正讓生物製造變得更可預測、更可編程。 攻克技術難關：從單色到雙色 

要讓酵母聽懂指令，首先得讓它可靠地響應紅光，這並不容易。過去的紅光系統很笨重，需要引入多個基因或額外的「輔助分子」，不僅操作複雜，還容易「誤觸」，很難與其他光控系統兼容。

國大團隊另闢蹊徑，將一個原本用於其他細胞的光敏工具，簡化改造成一個名為 y-iLight 的單一蛋白。紅光一照，y-iLight 就會附著到酵母的特定 DNA 上，開啟相應基因。最妙的是，整個過程無需任何外來化學物質，大大簡化了操作，降低了成本。

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雖然酵母此前已被改造為對單一顏色的光做出反應，但這是首次對單一酵母菌株進行改造，使其能夠對多種顏色的光做出反應。

但 y-iLight 最初有個大 bug：它不僅對紅光有反應，藍光也能激活它。這種「信號串擾」意味著紅、藍光系統無法在同一個細胞里獨立工作。為解決問題，團隊將 y-iLight 與一個能在藍光下抑制其活性的蛋白模塊融合。經過反覆測試，他們篩選出了一個改良版本：既保留了紅光響應，又顯著抑制了藍光帶來的信號串擾。

將這個改良版紅光系統與一個成熟的藍光系統結合後，研究人員終於在同一個酵母菌株中，實現了對兩個基因表達通道的獨立控制。這是酵母光控領域的一大步。

論文第一作者、國大設計與工程學院博士生 Linus Tan Yu Han 表示：最大的挑戰，就是在同一個酵母里實現獨立控制，同時避免兩個光控系統相互干擾。解決了藍光的『串擾』問題後，我們就打開了一扇大門，可以用顏色在酵母中進行更複雜的基因編程。 未來工廠：光控酵母能做什麼？ 

有了能看懂紅藍兩色指令的酵母，團隊馬上展示了它的應用潛力。他們嘗試生產木犀草素（一種有健康價值的天然植物化學物質），將生產所需的兩種**關鍵**酶，分別置於紅光和藍光的控制之下。

結果令人振奮：通過調整照射紅光和藍光的比例與時機，研究人員能精確指揮酵母的生產流程，就像在指揮一條微型生產線。這意味著，未來的生物製造工廠，可以用光來為細胞「編程」，讓它們按需、高效地生產我們想要的產品。

這項技術的潛力遠不止於此。它為構建複雜的「生物電路」提供了可能，讓細胞能像電腦程式一樣，按順序執行複雜任務。從生產新一代藥物到合成生物燃料，這項國大研究，正讓未來的生物製造充滿想像。

📌 要點總結

✦ 國大團隊首創能響應多種顏色光的酵母菌株，實現對細胞的精準光控。 

✦ 該技術利用光遺傳學，解決了紅藍光系統間的信號干擾問題，可動態控制基因表達。 

✦ 未來可應用於醫藥、燃料等生物製造領域，將酵母細胞變為可編程的微型工廠。 

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