Ingeniería Multidimensional de Saccharomyces cerevisiae para la Producción Eficiente de Retinol

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Ingeniería Metabólica
• Biología Sintética

Sus antecedentes:

• El retinol (vitamina A) es vital para la visión, la inmunidad y la salud de la piel.
• Saccharomyces cerevisiae posee la vía del mevalonato para la síntesis de precursores del retinol.
• Los desequilibrios del flujo metabólico limitan la eficiencia de la producción de retinol en levaduras.

Objetivo del estudio:

• Mejorar la biosíntesis de retinol en Saccharomyces cerevisiae.
• Superar los cuellos de botella metabólicos y la desviación del flujo en la producción de retinol.
• Lograr la producción de retinol de alto rendimiento para una posible ampliación industrial.

Principales métodos:

• Se optimizaron los números de copias de genes para enzimas clave: geranilgeranil difosfato sintasa (CrtE) y β-caroteno 15,15′-dioxigenasa (Blh).
• Se reguló la expresión de la escualeno sintasa (ERG9) mediante el reemplazo del promotor (P_SPI1) y la descompartimentalización.
• Se implementó la complementación de genes marcadores auxotróficos para mejorar aún más el rendimiento.

Principales resultados:

• La optimización de los números de copias de los genes CrtE y Blh aumentó el título de retinol en un 72,0%.
• La manipulación multidimensional de la expresión de ERG9 y la descompartimentalización elevaron el título a 1,41 g/L.
• El título final de retinol alcanzó los 7,19 g/L en un biorreactor de 5 L, un récord para S. cerevisiae.

Conclusiones:

• Se desarrolló una estrategia de ingeniería eficaz para la producción de retinol de alto rendimiento en S. cerevisiae.
• Se demostró la redirección exitosa del flujo metabólico hacia la síntesis de retinol.
• Se estableció una base para el desarrollo posterior del proceso y la ampliación de la producción de retinol.