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URA3基因影响青蒿酸酿酒酵母工程菌中试发酵产量

URA3 affects artemisinic acid production by an engineered Saccharomyces cerevisiae in pilot-scale fermentation

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CRISPR/Cas9基因编辑技术已经被广泛应用于工程酿酒酵母的基因插入、基因替换和基因敲除,通过使用选择标记进行基因编辑具有简单高效的特点.前期利用CRISPR/Cas9系统敲除青蒿酸生产菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 1211半乳糖代谢负调控基因GAL80,获得菌株S.cerevisiae 1211-2,在不添加半乳糖诱导的情况下,青蒿酸摇瓶发酵产量达到了740 mg/L.但在50 L中试发酵实验中,S.cerevisiae 1211-2很难利用对青蒿酸积累起到决定性作用的碳源-乙醇,青蒿酸的产量仅为亲本菌株S.cerevisiae 1211的20％-25％.我们推测因遗传操作所需的筛选标记URA3突变,影响了其生长及青蒿酸产量.随后我们使用重组质粒pML104-KanMx4-u连同90 bp供体DNA成功恢复了URA3基因,获得了工程菌株S.cerevisiae 1211-3.S.cerevisiae 1211-3能够在葡萄糖和乙醇分批补料的发酵罐中正常生长,其青蒿酸产量超过20 g/L,与亲本菌株产量相当.研究不但获得了不加半乳糖诱导的青蒿酸生产菌株,同时首次发现了营养缺陷型标记URA3基因显著影响乙醇补料的中试发酵中青蒿酸的产生,也为酵母作为底盘来进行其他天然产物的生产提供了借鉴.

郭未蔚、艾丽梅、胡栋、陈亚军、耿梦馨、郑玲辉、白利平

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中国医学科学院北京协和医学院医药生物技术研究所卫健委抗生素生物工程重点实验室/中国医学科学院药物合成生物学重点实验室,北京100050

浙江海正药业股份有限公司浙江抗菌药物重点实验室,浙江台州318000

工程酿酒酵母 青蒿酸 CRISPR/Cas9 URA3

国家科技重大专项国家自然科学基金

2017ZX09101002-003-00331870059

2022

10.13345/j.cjb.210297

生物工程学报
中国科学院微生物研究所 中国微生物学会

生物工程学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.641
ISSN：1000-3061
年,卷(期)：2022.38(2)
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