[工程化益生菌Escherichia coli Nissle 1917用于可控输送柳科]

科学领域:

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

背景情况:

• 大肠杆菌尼斯尔1917 (EcN) 是一种安全的,肠道殖民益生菌,非常适合活体输送系统.
• 工程 EcN 能够实现双重功能:肠道殖民和活性化合物的受控释放.

研究的目的:

• 为了设计EcN在肠道殖民和控制释放活性化合物的双重功能,使用烯生物合成作为概念验证.
• 为了增强利科的生产,并实现对化合物输送的微调控制.

主要方法:

• 利用CRISPR/Cas9将烯生物合成基因在阿拉比诺斯诱导性促进体下集成到EcN基因组中.
• 在甲基酸 (MEP) 途径 (idi,dxs,ispA) 中过度表达的速率限制基因,以增强烯生产.
• 整合了一种异异甲酸盐 (MVA) 途径,以增加前体供应并进一步增加利科产量.

主要成果:

• 改造的EcN菌株 (EcN-C1至EcN-C4) 实现了从0.02到15.24毫克·L-1的烯标位,比初始菌株增加了11.04倍.
• 过度表达的MEP通路基因增加了4.28倍的柳科产量.
• 整合MVA途径导致进一步增加2.58倍,达到最终标位为 (15.24±0.87) mg·L−1.1.
• 通过剂量和时间依赖的阿拉比诺斯诱导实现了800倍的动态范围 (0.02-15.24 mg·L-1) 通过可控的利科释放.

结论:

• 开发了一种工程 EcN 系统,用于控制活性化合物的释放,通过烯生产来证明这一点.
• 该系统对复合物输送具有精细调节的控制,具有广泛的动态范围.
• 这项工作为开发活性化合物的新型益生菌传递系统提供了基础.