ディープラーニング主導の酵素スクリーニングと系統的な代謝工学によるSaccharomyces cerevisiaeのエリオシトリンの生物合成

科学分野:

• バイオテクノロジー 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 合成生物学とは

背景:

• エリオシトリン (Eriocitrin) は,フラバノン-7-O-ジサカライドであり,重要な抗酸化および抗炎症特性を有しており,機能性食品および医薬品に価値があります.
• エリオシトリンの伝統的な植物抽出方法は,低収量,季節的変動,化合物の豊富さによって制限されています.

研究 の 目的:

• エンジニアリングされたSaccharomyces cerevisiaeでエリオシトリン生産のための生物合成経路を de novo 確立する.
• 持続可能な,スケーラブルな微生物生産システムを開発することによって,植物抽出の限界を克服する.

主な方法:

• Saccharomyces cerevisiaeの代謝工学と合成生物学を組み合わせたアプローチを用いた.
• バイオインフォマティクスとディープラーニングを使用して,効率的なフラボノイド-7-O-グルコシルトランスファーゼを特定しました.
• UDP-ラムノース合成経路を再構築し,UDP-グルコース供給を強化しました.
• プロモーターエンジニアリングとパスウェイ統合を通じて,エリオディクチオールを産生するシャーシ株を設計しました.

主要な成果:

• エリオディクチオールサプリメントによるグリコシレーションモジュール最適化により,エリオキトリンの位数が147.9mg/Lに達した.
• 237.8 mg/Lのタイターを持つエリオディクチオールを産生する菌株を開発しました.
• エリオシトリンのde novo生成が成功裏に実証され,最終タイトルは30.5 mg/Lであった.

結論:

• エリオシトリンなどのフラボノイド分糖質の微生物生産のための概念証明を確立しました.
• イーストの代謝工学を通じて,エリオシトリンの持続可能でスケーラブルな生産のための基盤を提供しました.
• エンジニアリングされた微生物を,貴重な天然製品のための細胞工場として活用する道を開いた.