通过在E.中使用CRISPR干扰系统调整代谢途径来增强异二醇的产生. 大肠杆菌

科学领域:

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

背景情况:

• 代谢基因表达调节是优化生物生产产量的关键.
• 克里斯普尔干扰 (CRISPRi) 提供精确的基因抑制用于菌株工程.
• 异二醇是一种有价值的生物产品,也是可持续航空燃料的前体.

研究的目的:

• 应用CRISPRi来降低参与大肠杆菌中异二醇生物合成途径的调节基因.
• 通过多重基因下调来增强异二醇生产标位.
• 评估基于CRISPRi的代谢工程对于工业应用的可扩展性.

主要方法:

• 利用了CRISPR干扰 (CRISPRi) 与失活的Cas9 (dCas9) 和引导RNA (gRNA) 阵列.
• 在为异二醇生产而设计的大肠杆菌菌株中降低了32个必需和非必需基因的调节.
• 构建了一个多重化gRNA库,并在2-L尺度上进行食批量培养.

主要成果:

• 确定了显著改善异二醇标位的特定gRNAs.
• 在最小的介质中实现了异二醇标位 (1.82 ± 0.19 g/L) 的3至4.5倍增加.
• 证明了可扩展的标位改善,在食批量种植中达到12.4 ± 1.3 g/L的异二醇.

结论:

• 克里斯皮是调整微生物宿主中的代谢流量的有效工具.
• 通过CRISPRi进行多重复合基因抑制可以增强生物产品标位.
• 开发的战略具有可扩展性,并具有工业生物生产的潜力.