对Corynebacterium glutamicum基因表达的光遗传控制
Chen Deng1,2, Ruijie Xin1,2, Xingjian Li2
1State Key Laboratory of Bioreactor Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China.
Nucleic acids research
|November 28, 2024
概括
这项研究为Corynebacterium glutamicum引入了新的光控制基因系统,使其能够精确地控制代谢. 这些系统实现了素寡糖化物 (CHOS) 和素硫酸寡糖化物A (CSA) 的创纪录产量.
科学领域:
- 合成生物学 合成生物学
- 代谢工程是代谢工程.
- 微生物生物技术 微生物生物技术
背景情况:
- 谷氨酸菌 (Corynebacterium glutamicum) 是一种重要的工业微生物,用于生产有价值的化学物质和氨基酸.
- 高效的生产依赖于平衡细胞生长和产品合成之间的代谢流.
- 目前对C. glutamicum的基因调节工具缺乏动态控制,并且往往有毒,阻碍了先进的代谢工程策略.
研究的目的:
- 使用光遗传学开发用于Corynebacterium glutamicum的新,动态和最小毒性基因调节工具.
- 建立一个光控制的基因表达和干扰系统,以精确调节代谢途径.
- 为了设计C. glutamicum用于基寡糖化物 (CHOSs) 和二丁硫酸盐寡糖化物A (CSA) 的生物合成.
主要方法:
- 开发"LightOnC.glu",一种光控制的RNA结合蛋白 (RBP) 系统,用于转录因子构造.
- 实现基于CRISPR/Cpf1的高性能光控制基因干扰系统.
- 设计和建造一个光控制生物反应器,以优化寡糖的生产.
主要成果:
- 在Corynebacterium glutamicum中成功建立了第一个光控制的基因表达和干扰系统.
- 在C. glutamicum中证明了新的CHOS和CSA的产生.
- 在光控制生物反应器中达到6.2g/L的创纪录的CHOSs生产度.
结论:
- 在C. glutamicum中建立了一个可编程,对光敏感的遗传电路,推进了动态调节理论.
- 开发的光遗传工具为C. glutamicum和其他微生物宿主中的代谢工程提供了一个广泛适用的平台.
- 这项工作为通过精确的,光介导的代谢控制来加强复杂化合物的生物合成铺平了道路.
