Reprogramación del metabolismo de la levadura desde la fermentación alcohólica hasta la lipogénesis

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Ingeniería metabólica
• Biología sintética

Sus antecedentes:

• El metabolismo microbiano está estrictamente regulado para un crecimiento óptimo, lo que plantea desafíos para la ingeniería de síntesis de productos de alto valor.
• El metabolismo tradicional de la levadura favorece la fermentación del etanol, limitando la producción de otros compuestos como los lípidos.

Objetivo del estudio:

• Para reprogramar el metabolismo de Saccharomyces cerevisiae para una producción de ácidos grasos libres de alto nivel.
• Demostrar la viabilidad de sustituir la fermentación del etanol por la lipogénesis en la levadura.

Principales métodos:

• Estrategias de ingeniería metabólica que incluyen tráfico subcelular alterado y suministro de cofactores afinado.
• Deleción de las enzimas piruvato descarboxilasa y evolución adaptativa en el laboratorio.
• Diseño del proceso para disminuir el flujo de carbono a la biomasa.

Principales resultados:

• Se obtiene una producción de 33,4 g/l de ácidos grasos libres extracelulares.
• Se ha sustituido con éxito la fermentación del etanol por un metabolismo de lipogénesis pura.
• Se identificaron mutaciones esenciales de piruvato quinasa en cepas evolucionadas que permiten el fenotipo de lipogénesis.

Conclusiones:

• La ingeniería metabólica puede redirigir con éxito el flujo de carbono de la levadura hacia la lipogénesis.
• La evolución adaptativa en el laboratorio es una herramienta clave para superar las barreras de la regulación metabólica.
• Este trabajo establece una plataforma para la producción de ácidos grasos libres a base de levadura.