超越 100 个独立进化的细菌菌株变体的理性生物传感器引导的隔离,并对其基因组进行比较分析

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 代谢工程是代谢工程.
• 合成生物学 合成生物学

背景情况:

• 经典菌株的发展依赖于随机突变和选,与现代理性代谢工程形成鲜明对比.
• 基于生物传感器的光激活细胞分类 (FACS) 选策略正在恢复随机突变发生的方法.
• 鉴定Corynebacterium glutamicum中L-histidine生产的新型突变是具有挑战性的,因为之前进行了广泛的理性工程.

研究的目的:

• 通过随机突变发生和基于生物传感器的查的组合,确定在Corynebacterium glutamicum中促进L-histidine生产的新型有益突变.
• 系统地发现以前未被探索的基因或在L-histidine生物合成中未知作用的基因.
• 为了提高微生物生产菌株的最大性能.

主要方法:

• 进行了600多次化学突变发生的实验.
• 进行了200多次基于生物传感器的FACS查,以分离具有光度增加的变异.
• 隔离了超过5万种变异,对4500多种生物质和L-histidine生产进行了表征,并对100种改进的变异进行了比较基因组分析.

主要成果:

• 通过对100种独立进化变异的比较基因组分析,确定了几种有利于L-histidine过度生产的突变.
• 与起始菌株相比,这些变种累积了10-80%的L-histidine.
• 通过结合精选的有益突变,构建了一种带有双倍L-histidine标位 (29mM) 和产品产量 (0.13C-mol C-mol-1) 的菌株变体.

结论:

• 这项研究为系统识别微生物生产者的新型有益突变提供了蓝图.
• 这种方法可以发现具有以前未知的生产表型贡献的基因.
• 采用的技术具有很大的潜力,可以提高工业生产的应变性能.