Conversión de Escherichia coli en un metilótrofo sintético que crece únicamente con metanol

Área de la Ciencia:

• Biología sintética
• Metabolismo microbiano
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• El metanol es una materia prima renovable de un solo carbono (C1) derivada del metano o del CO2.
• Los metilótrofos utilizan el ciclo de monofosfato de ribulosa (RuMP) para la asimilación de metanol.
• La ingeniería de organismos no metilótropos para la utilización de metanol de alta densidad es un desafío.

Objetivo del estudio:

• Diseñar un metilótrofo sintético capaz de utilizar el metanol de manera eficiente.
• Para superar los obstáculos metabólicos en los organismos no metilótropos para la asimilación de C1.
• Para lograr un crecimiento de alta densidad celular utilizando metanol como la única fuente de carbono.

Principales métodos:

• Ingeniería metabólica de E. coli basada en criterios de robustez.
• Evolución de laboratorio para mejorar la asimilación de metanol.
• Edición del genoma y análisis de mutaciones, incluidas las variaciones del número de copias (CNV) mediadas por la secuencia de inserción (IS).

Principales resultados:

• Se estableció una cepa de E. coli metilotrófica sintética.
• Aliviado el enlace cruzado de ADN-proteína (DPC) a través de los CNV mediados por IS.
• Se han logrado tasas de crecimiento comparables a las de los metilótropos naturales en diversas concentraciones de metanol.

Conclusiones:

• La edición del genoma y la evolución pueden alterar el tropismo microbiano para la utilización de compuestos C1.
• El metilotrofo sintético desarrollado expande las capacidades biológicas de conversión de C1.
• Este trabajo demuestra una estrategia exitosa para la ingeniería de materias primas microbianas.