一个精细的适应性实验室进化策略与生物传感器辅助的选择解决了在有毒化学生物合成中耐受性-效率的权衡

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 合成生物学 合成生物学
• 微生物工程 微生物工程

背景情况:

• 传统的适应性实验室进化 (ALE) 提高微生物耐受性是缓慢和低效的.
• 改善耐受性与最佳生物合成效率之间的平衡仍然是一个重大挑战.

研究的目的:

• 开发一种精细的ALE策略,将突变发生和自动化微滴培养 (MMC) 结合起来,以快速获得耐受性表型.
• 整合一个生物传感器辅助的高通量选平台,用于识别菌株,同时提高耐受性和生物合成能力.
• 加速微生物底盘的开发,以实现高效生物化学生产.

主要方法:

• 使用初始突变发生与自动化微滴培养 (MMC) 系统相结合,实施了精细的ALE策略.
• 使用一种新开发并经验证的3基酸 (3-HP) 响应生物传感器进行高通量查.
• 用大肠杆菌作为3-HP生物合成的模型系统.

主要成果:

• 快速进化的大肠杆菌菌株能够在12天内耐受720mM 3-HP.
• 确定了表现出耐受性和生物合成能力同时改善的优异菌株 ("双赢"表型).
• 这种表现最好的菌株实现了86.3 g L-1 3-HP的产量,产量为0.82 mol mol-1 甘.

结论:

• 建立了有效的ALE框架,以加快微生物底盘的发展.
• 证明了结合突变发生,MMC和生物传感器查的实用性,以快速改善菌株.
• 通过转录组分析,提供了对"双赢"表型背后的机制的见解.