Development of an antibiotic-free plasmid selection system based on functional complementation of the acetate assimilation pathway in Escherichia coli

Autor/a

Carol Morera, Xavier

Abstract

La biotecnologia industrial, sovint referida com la tercera onada en biotecnologia o biotecnologia blanca, és un dels enfocaments més prometedors per a la producció de base biològica d'una àmplia gamma de compostos, des de productes químics a granel fins a productes farmacèutics. Si haguéssim de descriure aquesta disciplina en tres adjectius, ecològic, innovador i transformador encaixaria perfectament. No obstant això, la biotecnologia industrial s'enfronta ara a un dels seus moments més desafiants. Estudis recents han informat de vincles clars entre aquests processos i l'aparició de bacteris resistents als antibiòtics. Generalment, la biotecnologia blanca empra plasmidis que alberguen gens heteròlegs per controlar el metabolisme cel·lular dels microorganismes i produir un alt valor afegit.
productes. Per assegurar el manteniment de l'plasmidi, sovint s'utilitzen marcadors selectius basats en gens de resistència a antibiòtics. Atès que els plasmidis es poden transferir fàcilment a bacteris patògens naturals, la descàrrega incontrolada d'aquests plasmidis, així com els propis antibiòtics, representen una amenaça significativa per a la salut mundial, la seguretat alimentària i el desenvolupament en l'actualitat. En aquest projecte, vam presentar un sistema de selecció lliure d'antibiòtics basat en la complementació amb Isocitrato liasa (Acea) en E. coli. El nostre enfocament es basa en la complementació funcional d'un mutant d'E coli Bl21 (DE3) que no pot créixer en acetat. Precisament, la inactivació de el gen Acea va donar com a resultat la generació del cep Dacea, que es va veure afectada per l'ús d'acetat per al creixement.
L'assimilació de l'acetat es va restaurar després mitjançant la transformació de l'mutant amb un conjunt de plasmidis que albergaven el gen Acea, el que va permetre que tingués lloc l'expressió episomal d'ACEA.
L'assimilació de l'acetat es va restaurar després mitjançant la transformació de l'mutant amb un conjunt de plasmidis que albergaven el gen Acea, el que va permetre que tingués lloc l'expressió episomal d'ACEA.
A més, es va provar el rendiment de sistema de selecció lliure d'antibiòtics en la producció d'un bioproducto ben definit, el licopè, mitjançant la cotransformación de l'mutant amb un plasmidi (pLYC) que alberga la via metabòlica per a la producció de licopè. En general, aquesta investigació representa el primer pas per al desenvolupament d'un marcador selectiu més ecològic i de baix cost que s'aplicarà a la producció microbiana de nous bioproductes en cultius a base d'acetat. Els estudis futurs han de concentrar-se en avaluar l'acompliment de l'estratègia de complementació en bioreactors per estimar la seva aplicació potencial en fermentacions a gran escala.

 

Director/a

Carnicer Heras, Marc
Leivar Rico, Pablo  

Estudis

IQS SE - Màster en Bioenginyeria

Data

2019-07-03