Cytosolic expression of glycolipid synthase for the production of a new cellular pool of glycoglycerolipids in green microalgae

Autor/a

Cortiella Valls, Nil

Abstract

L'enginyeria genètica i metabòlica de sistemes biològics permet redirigir el metabolisme cel·lular a la producció de biomolècules complexes d'interès. Les microalgues són organismes fotosintètics unicel·lulars que estan emergint com a hostes amb gran importància per a la biotecnologia industrial, ja que poden utilitzar la llum com a font d'energia per transformar de manera eficient el CO2 en bioproductes d'alt valor, tenen l'estat GRAS i la capacitat de créixer en sistemes a gran escala.
Els glicolípids són un grup divers de molècules amfipàtiques que exerceixen importants funcions biològiques i estan atraient l'interès industrial per a una varietat d'aplicacions, inclòs el seu ús com a tensioactius biodegradables, en sistemes d'administració de fàrmacs o com a fàrmacs bioactius.
Donada la capacitat de les microalgues per produir, acumular i intercanviar glicolípids entre diferents orgànuls, el nostre objectiu és produir glicolípids de valor agregat a la plataforma de cèl·lules Chlamydomonas reinhardtii, mitjançant l'enginyeria genòmica nuclear i cloroplàstica.
L'objectiu principal d'aquest projecte és avaluar la capacitat del compartiment citosol-endoplasmàtic per produir una nova reserva de glicoglicerolípids, alternativa als galactoglicerolípids endògens que normalment són presents a les membranes til·lacoïdals de Chlamydomonas reinhardtii. Els esforços anteriors s'han centrat en l'expressió heteròloga a C. reinhardtii d'una glicosiltransferasa (MG517) de Mycoplasma genitalium, un enzim ben definit que és capaç de produir monoglucosildiacilglicerol (MGDG) i diglucosildiacilglicerol (DGDG) quan s'expressa a. Tot i això, en introduir l'enzim a C. reinhardtii va mostrar una expressió inestable.
En aquest estudi, per comprovar si aquesta expressió ineficaç es deu a la toxicitat cel·lular per l'activitat enzimàtica, hem iniciat un experiment basat en la mutagènesi d'un residu catalíticament actiu (E193A) per inactivar l'enzim. A més, hem iniciat una estratègia alternativa basada en la recombinació per clonar una variant de la galactosildiacilglicerol sintasa endògena (MGD1) de Chlamydomonas reinhardtii que no té pèptid de trànsit cloroplàstic. Aquesta nova construcció permetrà l'expressió citosòlica de l'enzim MGD1 a les microalgues verdes produint així una nova reserva de glicolípids a la cèl·lula.

 

Director/a

Leivar Rico, Pablo 

Estudis

IQS SE - Grau en Biotecnología

Data

2021-06-20