トウモロコシヒドロリゼートからサカロミセア菌によるサビネンの生産強化
Lijuan Liu1,2,3, Laibo Song1, Chang Qi1
1Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao, 266101, China.
まとめ
この研究では,パン作りの酵母Saccharomyces cerevisiaeを設計して,価値あるモノテルペンであるサビネンを生成しました. トウモロコシの水解酸を使用した最適化による発酵により,高い収穫量を得ることができ,食品グレードのサビネンの生産はより費用対効果が高くなりました.
科学分野:
- バイオテクノロジー
- メタボリック・エンジニアリング
- 合成生物学
背景:
- サビネンは,味料,香料,医薬品に応用できるモノテルペンです.
- 現在の生産方法は高いコストと低収量によって制限されています.
- サッカロマイセス・セレヴィセア (ベーカーの酵母) は,工業用途に適したGRAS有機体である.
研究 の 目的:
- 遺伝子工学を用いてサカロマイセスのサビネンの生成を 強化する
- 安価なトウモロコシの水解剤をサビネンの生物合成の基質として利用する.
- 食品グレードのサビネンの生産のための費用対効果の高いスケーラブルな方法を開発する.
主な方法:
- CRISPR-Cas9を用いたサビネン合成酵素 (SabS) とゲラニル二酸化合成酵素 (GPPS) の過剰発現によってS. cerevisiaeを合成した.
- 培養媒介と発酵条件の最適化
- 砂糖の源として使用されたトウモロコシの水解剤
主要な成果:
- 初期フラッシュ発酵条件で約23.6mg/Lのサビネンが得られる.
- 最適な条件とトウモロコシ水解剤を用いて,シェイクフラック発酵で60.0mg/Lの高レベルの生産を達成した.
- 酵母におけるマーカーフリーゲノム工学の CRISPR-Cas9 の有効性を実証した.
結論:
- トウモロコシの水解剤は,サビネンの生産に適した,安価な基材です.
- CRISPR-Cas9は 改良された生体生産のための 酵母菌株の開発を容易にする.
- この研究は,持続可能な原材料から食品グレードのサビネンのバイオ生産を進めるものです.
