摘要
光作为诱导因子具有响应速度快、无损、可逆和独特的时空特异性等优势,已广泛应用于生物底盘细胞的工程化改造中.本研究构建重组解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)的光控表达系统,成功实现了对香豆酸和柚皮素合成.该光控系统基于绿光响应调控因子CarH以及转录激活因子VPR-HSF1,构建了光响应复合体CarH-VPRH,而该复合体在绿光照射条件下无法聚合,从而不能调控目标基因的转录与表达.结果表明,基于光控因子CarH-VPRH、诱导型启动子2CarOTEF以及报告基因mCherry构建的光诱导传感器能够显著响应光照,并在黑暗条件下激活mCherry转录,72 h和120 h时产生的荧光信号分别是光照下的43倍和143倍.在此基础上,将该元件应用于对香豆酸及柚皮素的生物合成及合成途径的动态调控中,实现黑暗条件下的对香豆酸产量是绿光诱导下的2.0倍,达到99.1 mg/L;柚皮素产量是绿光诱导下的2.6倍达到117.1 mg/L;在细胞生长方面,绿光照射组的生长量高于黑暗组,特别是在绿光照射24 h,然后切换成黑暗条件,细胞的生长量有较为明显的优势,显示了绿光诱导系统在调控Y.lipolytica中产物合成与细胞生长平衡的潜力.因此该绿光响应基因调控系统可有效应用于Y.lipolytica细胞中目标基因的转录调控,具有廉价易得、无毒害、灵活添加及易去除等优势,因此具有大规模合成和生产目的产物的潜力.
基金项目
国家重点研发计划"合成生物学"重点专项(2018YFA0900404)
国家重点研发计划"合成生物学"重点专项(2020YFA0908800)
国家自然科学基金(31730004)
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