生物传感器辅助的CRISPRi高通量查,以确定高d-乳酸盐生产的Zymomonas mobilis中的遗传标
Qiqun Peng1, Weiwei Bao1, Binan Geng1
1State Key Laboratory of Biocatalysis and Enzyme Engineering, and School of Life Sciences, Hubei University, Wuhan, 430062, China.
Synthetic and systems biotechnology
|February 23, 2024
概括
研究人员开发了一种高通量选方法,使用d-乳酸生物传感器和CRISPR干扰Zymomonas mobilis来增强聚乳酸 (PLA) 生产. 这种方法确定了显著增加工业应用d-乳酸盐生产的遗传点.
科学领域:
- 代谢工程和合成生物学
- 微生物生物技术 微生物生物技术
- 生物聚合物生产 生物聚合物生产
背景情况:
- 聚乳酸 (PLA) 是一种由乳酸衍生的生物降解聚合物,是石化塑料的可持续替代品.
- 高效的PLA商业生产需要高的乳酸标位,速率和产量,因此需要确定关键的遗传点,以优化Zymomonas mobilis.等微生物的途径和改善菌株.
研究的目的:
- 开发和应用一种高通量选策略,用于识别增强Zymomonas mobilis.中d-乳酸盐生产的遗传因素.
- 建立一种结合生物传感器技术与全基因组CRISPR干扰的强大方法,以快速发现遗传点.
主要方法:
- 使用基于LldR的d-乳酸盐生物传感器与增强的绿色光蛋白 (GFP) 来选择具有增加d-乳酸盐生产的Zymomonas mobilis突变体.
- 将生物传感器与全基因组的CRISPR干扰 (CRISPRi) 库集成,以系统地针对整个基因组的基因.
- 采用光激活细胞分类 (FACS) 来选大型突变库 (105和104突变) 以改善d-乳酸盐生产表型.
主要成果:
- 确定并验证了两个关键的遗传标,ZMO1323和ZMO1530,与增加的d-乳酸盐生产有显著的关联.
- 证明ZMO1323和ZMO1530的淘汰导致d-乳酸盐产量分别增加15%和21%.
- 成功建立了一个高通量选平台,用于识别与Z. mobilis.中d-乳酸盐生产相关的遗传标.
结论:
- 基因组规模CRISPRi和生物传感器辅助查的结合方法有效地发现了增强Z. mobilis.中d-乳酸盐生产的遗传标.
- 这项工作提供了一种有价值的高通量查方法,可用于识别用于改善其他工业微生物菌株性能的基因标.
- 鉴定出的基因标为进一步的代谢工程战略提供了潜力,以优化PLA前体的生产.
