Un grupo de investigación en KAIST presentó un biosensor novedoso que puede producir diversas fábricas de células microbianas de alto nivel. El biosensor monitorea la concentración de productos e incluso productos intermedios cuando se desarrollan nuevas cepas. Esta estrategia proporciona una nueva plataforma para la fabricación de diversos productos naturales.productos de recursos renovables. El equipo logró crear cuatro productos naturales de importancia farmacéutica de alto nivel con esta estrategia.
Malonyl-CoA es un componente fundamental para muchos productos químicos de valor agregado, incluidos diversos productos naturales con importancia farmacéutica. Sin embargo, debido a la baja disponibilidad de malonyl-CoA en bacterias, muchos productos naturales derivados de malonyl-CoA han sido producidos porsíntesis química o extracción de recursos naturales que son perjudiciales para el medio ambiente y no son sostenibles. Para la producción biológica sostenible de productos naturales derivados de malonil-CoA, es necesario aumentar el conjunto intracelular de malonil-CoA. Para este fin, el desarrollo de un desarrollo robustoy se requirió un biosensor eficiente de malonil-CoA para controlar la concentración de la abundancia intracelular de malonil-CoA a medida que se desarrollan nuevas cepas.
Los investigadores de ingeniería metabólica en KAIST abordaron este problema. Esta investigación informa el desarrollo de un biosensor de malonil-CoA simple y robusto al reutilizar una poliquétido sintasa tipo III también conocida como RppA, que produce flaviolina, un indicador colorimétrico de malonil-CoAPosteriormente, el biosensor RppA se usó para el cribado colorimétrico rápido y eficiente de objetivos de manipulación genética que permite una mayor abundancia de malonil-CoA. Los objetivos genéticos beneficiosos seleccionados se emplearon para la producción de alto nivel de cuatro productos naturales representativos derivados de malonil-CoA.En comparación con las estrategias anteriores, que eran costosas y lentas, el nuevo biosensor podría aplicarse fácilmente a bacterias relevantes para la industria, incluidas Escherichia coli, Pseudomonas putida y Corynebacterium glutamicum para permitir un proceso de un solo paso.
El estudio emplea tecnología sintética de ARN regulador pequeño sRNA para reducir de forma rápida y eficiente la expresión endógena de genes diana para mejorar la producción de malonil-CoA. Los investigadores construyeron una biblioteca de sRNA sintético a escala del genoma de E. coli dirigida a 1.858 genes que cubren todos los genes metabólicos principalesen E. coli. Esta biblioteca se empleó con el biosensor RppA para detectar objetivos genéticos que se cree que son beneficiosos para mejorar la acumulación de malonil-CoA tras la eliminación de su expresión.
De este cribado colorimétrico, se seleccionaron 14 dianas genéticas, todas las cuales lograron aumentar significativamente la producción de cuatro productos naturales ácido 6-metilsalicílico, aloesona, resveratrol y naringenina. Aunque se demuestran ejemplos específicos en E. coliComo anfitrión, los investigadores demostraron que el biosensor también es funcional en P. putida y C. glutamicum, bacterias representativas de gramnegativos y gramnegativos representativos de importancia industrial, respectivamente. El biosensor de malonil-CoA desarrollado en esta investigación servirá como un eficienteplataforma para el rápido desarrollo de cepas capaces de producir productos naturales cruciales para las industrias farmacéutica, química, cosmética y alimentaria.
Un aspecto importante de este trabajo es que las cepas de alto rendimiento construidas en esta investigación se desarrollaron rápida y fácilmente utilizando el enfoque simple de detección colorimétrica, sin involucrar enfoques de ingeniería metabólica extensos. El ácido 6-metilsalicílico un antibiótico podría serproducido al título más alto reportado para E. coli, y la producción microbiana de aloesona un precursor de aloesina, un agente antiinflamatorio / agente blanqueador se logró por primera vez.
"Un proceso sostenible para producir diversos productos naturales que utilizan recursos renovables es de gran interés. Este estudio representa el desarrollo de un biosensor de malonil-CoA robusto y eficiente generalmente aplicable a una amplia gama de bacterias industrialmente importantes. La capacidad de este biosensor paraSe demostró que examinar una gran biblioteca demuestra que la construcción rápida y eficiente de cepas de alto rendimiento es factible. Esta investigación será útil para acelerar aún más el proceso de desarrollo de cepas capaces de producir productos químicos valiosos a niveles industrialmente relevantes ", dijo el distinguido profesor SangSí, Lee, del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular, que dirigió la investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :