Создана эффективная платформа для генетической инженерии метилотрофных дрожжей
Дрожжи Pichia pastoris (син. Komagataella phaffii), являющиеся модельными метилотрофными дрожжами, способны легко достигать высокой плотности ферментации и поэтому рассматриваются как перспективная клетка-хозяин для эффективной биотрансформации метанола. Однако неэффективный геномный редактирование и недостаток инструментов синтетической биологии затрудняют их метаболическую инженерию для промышленного применения.
Недавно исследовательская группа под руководством профессора Чжоу Юнцзиня из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук создала эффективную платформу генетической инженерии для Pichia pastoris.
Исследование было опубликовано в журнале Nucleic Acids Research 1 июля.
Учёные разработали новые генетические инструменты для точного редактирования генома Pichia pastoris путём повышения уровня гомологичной рекомбинации (HR) и модификации процессов множественных интрузион-индуцированных перестроек (MIR). Ключевой ген RAD52, играющий решающую роль в репарации путём HR у Pichia pastoris, был сверхэкспрессирован, что повысило эффективность редактирования одного гена до 90%.
Кроме того, они увеличили эффективность рекомбинации нескольких фрагментов в одном сайте в 13.5 раз, а также идентифицировали и охарактеризовали 46 нейтральных сайтов и 18 промоторов для интеграции в геном и экспрессии генов.
В завершение они разработали двухфакторную систему регуляции для управления биосинтезом жирных спиртов в Pichia pastoris из различных источников углерода.
«Эта продвинутая система редактирования генов теоретически может обеспечить стабильную загрузку более 100 экзогенных генов и точную регуляцию экспрессии генов в Pichia pastoris, что обеспечит удобство для исследований синтетической биологии этих дрожжей. Она также даёт новые идеи для метаболической инженерии других нетрадиционных дрожжей», — сказал профессор Чжоу.
Исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая и Даляньским фондом научно-технических инноваций.