基于元分析的应变设计,以缓解生物制造中重要的氧化应力
P V Phaneuf1, S H Kim1, K Rychel2
1Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, Technical University of Denmark, Kemitorvet, Building 220. Kongens Lyngby 2800, Denmark.
这项研究使用了元分析来发现突变,改善微生物菌株对活性氧物种 (ROS) 应激的抵抗力. 在oxyR,毛皮,iscR和ygfZ中发现的突变增强了耐受性,并减少了生物制造的细胞应激反应.
科学领域:
- 合成生物学 合成生物学
- 微生物菌株工程 微生物菌株工程
- 基因组学和多基因组学
背景情况:
- 反应性氧物种 (ROS) 压力对培养期间微生物菌株的表现产生负面影响.
- 对ROS的抗菌强度对于大规模生物制造至关重要,并且与SOS反应和pH耐受性有关.
- 适应性实验室进化 (ALE) 产生突变,可以改善菌株特征.
研究的目的:
- 为了确定增强微生物对活性氧物种 (ROS) 耐受性的特定基因突变.
- 为数据驱动的应变工程利用广泛实验数据的元分析.
- 为了提高工业上重要的黑激素生产菌株的稳定性.
主要方法:
- 整合了来自59个实验的7000多个适应性实验室进化 (ALE) 突变.
- 进行了突变基因与ROS耐受性条件之间的统计关联分析.
- 结合了来自46个iModulon实验的突变数据与转录组学,以选择用于再引入的突变.
主要成果:
- 确定了氧R,毛皮,iscR和ygfZ的显著相关突变.
- 这些突变的重新引入增加了对过氧化 (H2O2) 和酸性压力的耐受性.
- 在带有重新引入突变的菌株中观察到SOS响应的减少,这表明ROS弹性得到改善.
结论:
- 对多主题数据的元分析有效地识别了赋予工业相关表型的突变.
- 具有特定突变的工程菌株对ROS和相关压力的耐受性有所改善.
- 这种数据驱动的方法优化了微生物细胞工厂的生物制造应用.
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09:33Imaging Approaches to Assessments of Toxicological Oxidative Stress Using Genetically-encoded Fluorogenic Sensors
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