多遺伝子生物合成経路の遺伝子変異と安定性を改善するためのZymomonas mobilisのエンジニアリング

科学分野:

• メタボリック・エンジニアリング
• 合成生物学
• 微生物バイオテクノロジー

背景:

• ジモモナス・モビリスは 代謝工学の有望な微生物です
• 現在の制限には,非効率な遺伝子変換とプラズミドの不安定性,特に8kB以上のプラズミドが含まれています.

研究 の 目的:

• ジモモナス・モビリスの 改良された遺伝子ツールを開発する
• Z. mobilisの変換効率とプラズミッドの安定性を高めるため
• Z. モビリスのベータカロチン生成を増加させるため

主な方法:

• Z. mobilis ZM4のプロモーターとターミネーターライブラリの構築
• pEZ-crt1とpEZ-crt2のプラズミッドでベータカロテン遺伝子クラスター (crtEXYIB) のエンジニアリング.
• 制限修正 (R-M) とDNA修復システム (mrr, hsdM, tatD) に関する遺伝子の識別とノックアウト.

主要な成果:

• ベータカロテンの生産のために,高収量株CRT1-29 (0.93 mg/g DCW) とCRT2-22 (1.25 mg/g DCW) を特定した.
• mrrとhsdMのノックアウトは,メチル化プラズミドの変換効率を大幅に高め,9.5kbのプラズミドの電解を可能にしました.
• tatDの削除により,外因的なプラズミッドの安定性が改善され,三重変異MHTは,ベータカロテンDCWの2. 09 mg/ gを達成しました.

結論:

• 開発された規制要素と遺伝子改変は,Z. mobilisのエンジニアリングにおける主要な障壁を克服します.
• 三重欠乏変異のMHTは,高レベルのベータカロテン生産のための強化された変換と安定性を示しています.
• この研究は,代謝工学と合成生物学におけるZ. mobilisのより広範な応用を促進します.