使用CRISPR/Cas9系统在各种乳酸细菌菌株中有效地改变代谢途径,以提高抗菌化合物的合成

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 基因工程是一种基因工程.
• 食品科学 食品科学 食品科学

背景情况:

• 乳酸细菌 (LAB) 对于发酵,益生菌和生产宝贵的化合物,如类似细菌素的抑制物质 (BLIS) 至关重要.
• 有限的BLIS产量阻碍了作为食品安全和质量的生物防腐剂的商业可行性.
• 目前的保存方法在成本效益和广泛的有效性方面面临挑战.

研究的目的:

• 为 LAB 的代谢工程优化一个 CRISPR/Cas9 系统.
• 将乳酸盐生产中的碳流转向抗菌化合物合成.
• 提高LAB中的抗菌活性和有价值化合物的产量.

主要方法:

• 开发一种用于向基因破坏的双质粒CRISPR/Cas9系统.
• 在各种LAB菌株中破坏乳酸脱酶基因 (ldh),产生乳酸缺乏 (ldhΔ) 突变.
• 对特定的食物传播病原体的代谢转变和抗微生物活性的评估.

主要成果:

• 缺乏乳酸 (ldhΔ) 的LAB菌株表现出显著的代谢转变.
• 与野生型 (WT) 菌株相比,对食源性病原体的抗菌活性增加了高达78%.
• 与WT菌株不同的是,Enterococcus faecalis-ldhΔ对所有测试的病原体表现出强大的杀菌作用.

结论:

• 通过修改ldh基因来对LAB进行代谢操纵,可以显著增加抗微生物代谢物的产生.
• 这项研究为增强经济重要LAB和其他细菌中有价值化合物合成提供了一个框架.
• 工程LAB菌株显示出作为提高食品安全和质量的有效生物防腐剂的承诺.