« Combiner des stratégies d’optimisation des réseaux métaboliques et des biosenseurs pour une production accrue de l’éthéonine dansEscherichia coliC'est en mars 2025 que l'équipe de Liao zhiming de l'Université de Jiangnan a publié dansBiotechnologie pour les biocarburants et les bioproduitsUn article sur. L'étude propose une série de stratégies d'ingénierie pour augmenter davantage la capacité des bactéries productrices de l - thréonine.

Cette étude développe non seulement une souche à haut rendement en l - thréonine avec un potentiel d'application industrielle, mais montre également de nouvelles façons de construire des biocapteurs de l - thréonine hautement sensibles.Fournit de nouvelles idées pour le développement de biocapteurs pour d'autres produits chimiques.

Pour développer un biocapteur de l - thréonine hautement sensible, les chercheurs ont d'abord appliqué 0 à 60 g / L de thréonine exogène au mg1655 et l'ont analysé transcriptomiquement pour tamiser 32 gènes dont la quantité d'expression était positivement associée à la thréonine. Après avoir concentré davantage les 21 promoteurs pour construire la Bibliothèque de rapports EGFP, il a été confirmé que la réponse pcysk était optimale et linéaire, mais que le seuil de l'élément naturel était étroit et que les faux positifs étaient élevés, ce qui nécessitait une optimisation ultérieure.

Pour pallier les défauts de faible sensibilité et de seuil étroit des capteurs naturels, des études ont été menées sur la modification artificielle des promoteurs de la série "Cys":

Par rapport aux systèmes existants, le risque d'erreur de tamisage de psensorthr est faible, mais la plage de réponse reste étroite, ce qui nécessite une optimisation supplémentaire de la plage de réponse pour une plus grande applicabilité.

Importation du plasmide Mutant sensible à la température mp6ts dans thr36 - l19, mutagénèse à 30°C, déplastification à 42°c, construction rapide d'une bibliothèque de mutations à grande échelle; Psensorthr a ensuite été introduit et 5 cycles de "Mutant - Screening" ont été effectués avec FACS, qpix High - flow Screening equipment, pour un total de 50 souches mutantes fluorescentes à haut rendement sélectionnées. La vérification à l'aide d'un shaker a révélé que la plupart des souches produisaient des rendements supérieurs à ceux des germes de départ, les rendements les plus élevés étant de 38,97 G / l pour thrm1.

Le rendement élevé de thrm1 résulte de deux mutations de "TPX c61g" versus "Spot r290h → h290r reply": augmentation du rendement de ≈ 3%. En outre, le Knockout TPX ou spot, respectivement, augmente légèrement ou diminue fortement la production, confirmant les deux effets. Les 4 mutations restantes n'ont pas apporté de contribution significative. Transcriptome montrant thrm1 flux de carbone réajusté: l'emp est régulé à la hausse par rapport à la voie glyoxylate, le TCA est régulé à la baisse, PPS haute expression supplémentaire PEP; Mais la surexpression de pykf, poxb, pflb entraîne une perte de carbone. Les trois gènes ont été éliminés à leur tour et le rendement en thrm6 a atteint 41,36 G / L. Ces résultats clarifient les cibles génétiques clés et fournissent également des indications pour une augmentation ultérieure de la production.

Le FBA basé sur le modèle iml1515 prédit conjointement avec optknock, verrouillant et validant deux voies d'augmentation de la production:

Goulot d'étranglement de l'approvisionnement en amino– la simulation montre que le flux gdha doit être régulé à la hausse; La Bibliothèque RBS a été construite pour réguler finement l'expression de gdha et le rendement de thrm7 a augmenté à 44,12 G / L.

Knockout des gènes de sous - production / Efflux– la combinaison du gsmn étendu avec optknock prédit les 5 gènes ydbk, ompn, Arol, phoa, puue comme cibles de Knockout, et l’expérience confirme que le Knockout ompn et le Knockout phoa sont efficaces pour le rendement de la souche; Le rendement combiné du Shaker thrm13 est de 46,02 G / L, la fermentation en gros de 5 L de la cuve de recharge atteint 163,2 G / L et le rendement de 0603 G / g de glucose est le plus élevé jamais enregistré pour E. coli L - thréonine. Des études ont fourni des stratégies systématiques pour des rendements élevés ultérieurs de dérivés de la famille de l'acide aspartique.

Cette étude a mis au point un biocapteur à haute sensibilité, à seuil de fluorescence élevé, et a été utilisée pour le dépistage de souches mutantes supérieures par une plate - forme à haut débit.L'ingénierie rétrométabolique et les simulations informatiques guidées par des analyses multiomiques ont permis à la souche modifiée thrm13 d'atteindre une production de l - thréonine de 163,2 G / l dans un fermenteur de 5 l avec un taux de conversion en acide glycique de 60,3%, le niveau le plus élevé jamais rapporté sans inducteurs exogènes et sans antibiotiques. De plus, cette stratégie de criblage à haut débit peut encore être utilisée pour l'évolution itérative ultérieure de la souche.

Qpix Flex système de criblage pour le clonage microbien

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