Metabolic Engineering of phytoceramide biosynthetic pathways in Saccharomyces cerevisiae for a-galctosylceramide Inmunostimulant Production

Autor/a

Teixidó Barahona, Mònica

Abstract

En els darrers anys, els glicolípids (GL) han cridat una atenció considerable com a estratègia d’immunoteràpia per activar el sistema immunitari. S'ha vist que l'α-galactosilceramida és capaç d'unir-se a proteïnes CD1d per activar les cèl·lules iNKT i secretar ràpidament les citocines Th1 i Th2. Per tant, aquests GL tenen un gran interès, tot i que la seva síntesi és limitada. Respecte a l’estructura d’aquesta molècula, consisteix en una galactosa unida per un enllaç α-glicosídic a un residu de fitoceramida.
Els llevats s’han utilitzat àmpliament i amb èxit com a organismes hostes per a la producció de substàncies útils en els camps de la cosmètica, els aliments saludables i la medicina al llarg dels anys. Saccharomyces cerevisiae és el gènere més important de llevats des de perspectives fonamentals i aplicades i ha estat estudiat de manera extensa. També té l’avantatge que els dos substrats necessaris per a la formació d’α-galactosilceramida, UDP- galactosa i fitoceramida, estan disponibles i són generats de manera natural pel propi llevat. L'únic que es necessita és dissenyar un llevat que acumuli grans quantitats de fitoceramida.
L’objectiu principal és convertir el llevat S. cerevisiae en una plataforma útil per a la producció d’aquest GL i poder-ne produir grans concentracions. Per a això, es va estudiar el metabolisme del lípids complexos a S. cerevisiae per tal de reenginyinar les vies biosintètiques de la ceramida mitjançant la sobreexpressió d’enzims clau que redirigeixen la síntesi al GL d’interès. Amb això, es va realitzar la sobreexpressió dels gens Sur2 i Isc1 i es va fer un knockout del gen Scs7.
Actualment, s'han aconseguit obtenir els vectors per a la sobreexpressió dels dos gens seleccionats (gens Sur2 i Isc1) i es va comprovar que els dos plasmidis fossin funcionals en la soca de llevat YM4271 reemplaçant els dos gens per la proteïna mCherry. Després d'això, es va establir un mètode per a l'expressió gènica i es va aconseguir una sobreexpressió de 144 ± 36 amb la soca de llevat YM4271 transformada amb el plàsmid pTDH3_Sur2. Després, es van extreure els glicolípids de cada soca transformada amb el mètode mild-mild hydrolysis i es van avaluar. D'altra banda, per al KO del gen Scs7 s'han aconseguit dissenyar tots els vectors necessaris (vector CAS9, plasmid ADN donant i plàsmid gRNA) i la soca de llevat YM4271 ja s'ha transformat amb ells.

 

Director/a

Faijes Simona, Magda; Leivar Rico, Pablo; Planas Sauter, Antoni

Estudis

IQS SE - Màster en Bioenginyeria

Data

2021-05-20