Génie génétique d&#39;une levure Unconventional for Renewable Biofuel and Production Biochemical

Ai-Qun Yu; Nina Pratomo; Tee-Kheang Ng; Hua Ling; Han-Saem Cho; Susanna Su Jan Leong; Matthew Wook Chang

doi:10.3791/54371

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Article de méthode

Génie génétique d'une levure Unconventional for Renewable Biofuel and Production Biochemical

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DOI :

10.3791/54371

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20 septembre 2016

Ai-Qun Yu¹^,² , Nina Pratomo¹^,² , Tee-Kheang Ng¹^,² , Hua Ling¹^,² , Han-Saem Cho¹^,² , Susanna Su Jan Leong¹^,²^,³ , Matthew Wook Chang¹^,²

¹Department of Biochemistry, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, ²NUS Synthetic Biology for Clinical and Technological Innovation (SynCTI), Life Sciences Institute, National University of Singapore, ³Food Science and Chemical Engineering, Singapore Institute of Technology

Dans cet article

Résumé

Nous rapportons ici des méthodes de manipulation génétique moléculaire de la souche Po1g de Yarrowia lipolytica pour améliorer l’efficacité de la délétion de gènes. Les souches de Y. lipolytica qui en résultent ont des applications potentielles dans la production de biocarburants et de produits biochimiques.

Résumé

Yarrowia lipolytica est une espèce de levure non pathogènes, dimorphes et strictement aérobies. En raison de ses caractéristiques physiologiques distinctifs et caractéristiques métaboliques, cette levure non conventionnelle est non seulement un bon modèle pour l'étude de la nature fondamentale de la différenciation fongique, mais est également une plate-forme microbienne prometteuse pour la production biochimique et diverses applications biotechnologiques, qui nécessitent de nombreuses manipulations génétiques. Cependant, les manipulations génétiques de Y. lipolytica ont été limités en raison de l'absence d'un système de transformation génétique efficace et stable, ainsi que des taux très élevés de recombinaison non homologue qui peut être principalement attribuée au gène KU70. Nous rapportons ici un protocole simple et rapide pour la transformation génétique efficace et pour la suppression du gène en Y. lipolytica Po1g. Tout d' abord, un protocole pour la transformation efficace de l' ADN exogène dans Y. lipolytica Po1g a été créé. Second, pour atteindre le double croisement taux de recombinaison homologue amélioré pour deletion supplémentaire de gènes cibles, le gène KU70 a été supprimée par la transformation d' une cassette de disruption 1 kb portant homologie bras. Troisièmement, mettre en évidence le gène suppression efficacité accrue après la suppression du gène KU70, nous avons supprimé individuellement 11 gènes cibles codant pour l' alcool déshydrogénase et l' alcool oxydase en utilisant les mêmes procédures sur la souche KU70 de plate - forme de KO. On a observé que le taux de recombinaison homologue précise sensiblement augmenté de moins de 0,5% pour la suppression du gène dans KU70 Po1g à 33% -71% pour la suppression d' un gène unique des 11 gènes cibles dans KU70 Po1g Δ. Un plasmide réplicatif portant le marqueur de résistance à l'hygromycine B et le système Cre / loxP a été construit et le gène marqueur de sélection dans les souches de levure knock-out a finalement été éliminé par l'expression de la recombinase Cre pour faciliter des cycles multiples de targemanipulations génétiques ted. Les mutants de délétion d'un gène unique résultant ont des applications potentielles dans les biocarburants et la production biochimique.

Introduction

Contrairement à Saccharomyces cerevisiae, Yarrowia lipolytica, une levure non conventionnelle, peut se développer sous la forme de levure ou mycélium en réponse aux changements des conditions environnementales ^1,2. Ainsi, cette levure dimorphique peut être utilisé comme un bon modèle pour l'étude de la différenciation fongique, la morphogenèse et la taxonomie ^3,4,5. Il est généralement considéré comme un coffre - fort (GRAS) des espèces de levures, qui est largement utilisé pour produire une variété d'additifs alimentaires , tels que des acides organiques, des polyalcools, des composés aromatiques, des émulsifiants et d....