Reprogramación transcripcional de Novacetimonas hansenii SI1 durante el crecimiento con glicerol

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Producción de biopolímeros
• Ingeniería metabólica

Sus antecedentes:

• La nanocelulosa bacteriana (BNC) es un biopolímero prometedor con amplias aplicaciones.
• Los altos costes de producción y los bajos rendimientos limitan la escalabilidad industrial de BNC.
• El glicerol, un subproducto del biocombustible, es una fuente de carbono rentable que mejora el rendimiento de BNC en ciertas cepas bacterianas.

Objetivo del estudio:

• Investigar los cambios transcriptómicos en Novacetimonas hansenii SI1 al cambiar de glucosa a glicerol para la producción de BNC.
• Para aclarar las vías metabólicas y las respuestas celulares involucradas en la biosíntesis BNC impulsada por el glicerol.

Principales métodos:

• Se utilizó la secuenciación de ARN (RNA-seq) para analizar los perfiles de expresión génica de N. hansenii SI1.
• Se realizó un análisis transcriptómico comparativo después de cambiar la fuente de carbono de glucosa a glicerol.

Principales resultados:

• El metabolismo del glicerol condujo a una reprogramación metabólica significativa, incluyendo la regulación al alza de la absorción de glicerol, el catabolismo, la gluconeogénesis, la vía de la pentosa fosfato y la vía de Entner-Doudoroff.
• La utilización de glicerol indujo el estrés oxidativo, desencadenando la regulación al alza de las enzimas antioxidantes, las proteínas de reparación y los sistemas de homeostasis de iones metálicos.
• Las vías para la biosíntesis de riboflavina, el rescate de metionina y la asimilación de azufre fueron reguladas al alza para combatir el daño oxidativo, mientras que la biosíntesis de polímeros similares al acetano fue inducida significativamente, mejorando el rendimiento de BNC.

Conclusiones:

• El glicerol remodela significativamente el metabolismo central de los carbohidratos e induce respuestas al estrés oxidativo en N. hansenii SI1.
• La upregulación de la biosíntesis parecida al acetano y las posibles modificaciones posttranslacionales contribuyen al aumento de la producción de BNC en el glicerol.
• Estos hallazgos allanan el camino para procesos de producción de BNC rentables y respetuosos con el medio ambiente.