dCas9に統合されたiLight9Oシステムは,Saccharomyces cerevisiaeの強化されたパチュロール生物合成のダイナミックな調節を可能にします

科学分野:

• 合成生物学 合成生物学とは
• メタボリックエンジニアリング
• オプトジェネティクス オプトジェネティクス

背景:

• オプトジェネティックシステムは,光を用いて生物学的プロセスを調節する.
• 遺伝子抑制のための既存の酵母光遺伝的ツールは,しばしばターゲットサイト挿入を必要とします.
• 固有の酵母菌の遺伝子発現の正確な調節は,依然として課題です.

研究 の 目的:

• イーストの誘導性遺伝子調節のための新しい単一成分光遺傳学的ツールを開発する.
• パチュロール生産のための効率的なSaccharomyces cerevisiae細胞工場を設計する.
• ダイナミックな代謝流量再方向化のための光遺伝的制御を適用する.

主な方法:

• CRISPR-dCas9.9と統合されたiLight9光遺伝バイオセンサの開発.
• タンパク質分解タグを使用してシステムの安定性を高め,iLight9Oを作成します.
• イソプレノール利用経路を含むパチュロール生物合成のためのサッカロミセス・セレヴィセアの代謝工学.
• iLight9Oシステムを用いてスクアレン合成酵素のオプトジェネティックダイナミックダウンレギュレーション.

主要な成果:

• iLight9Oシステムは,特定のsgRNAsを介してプログラム可能な遺伝子調節を提供しました.
• エンジニアリングされた酵母菌株は,パチュロール生物合成能力の強化を示した.
• スクアレン合成酵素のオプトジェネティックダウンレギュレーションにより,パチュロールの位数は,ある株では66%,別の株では24%増加した.
• オプトジェネティックアプローチは静的エンジニアリング方法を上回った.

結論:

• iLight9Oシステムは,酵母における正確な,光誘導性遺伝子調節のための汎用性のあるプラットフォームを提供します.
• 代謝経路のダイナミック・オプトジェネティック・コントロールは,パチオロールのような貴重な化合物の産生を大幅に高めることができます.
• この研究は,光生性流動制御による微生物細胞工場の最適化のための新しい戦略を提示しています.