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

Autor/a

Teixidó Barahona, Mònica

Abstract

En los últimos años, los glicolípidos (GL) han llamado una atención considerable como estrategia de inmunoterapia para activar el sistema inmunitario. Se ha observado que la α-galactosilceramida es capaz de unirse a proteínas CD1d para activar las células iNKT y secretar rápidamente las citoquinas Th1 y Th2. Por tanto, estos GL tienen un gran interés, aunque su síntesis es limitada. Respecto a la estructura de esta molécula, consiste en una galactosa unida por un enlace α-glicosídico a un residuo de fitoceramida.
Las levaduras se han utilizado ampliamente y con éxito como organismos huéspedes para la producción de sustancias útiles en los campos de la cosmética, los alimentos saludables y la medicina a lo largo de los años. Saccharomyces cerevisiae es el género más importante de levaduras desde perspectivas fundamentales y aplicadas y ha sido estudiado de manera extensa. También tiene la ventaja de que los dos sustratos necesarios para la formación de α-galactosilceramida, UDP-galactosa y fitoceramida, están disponibles y son generados de manera natural por la propia levadura. Lo único que se necesita es diseñar una levadura que acumule grandes cantidades de fitoceramida.
El objetivo principal es convertir la levadura S.cerevisiae en una plataforma útil para la producción de este GL y poder producir grandes concentraciones. Por ello, se estudió el metabolismo de los lípidos complejos en S. cerevisiae para reenginyar las vías biosintéticas de la ceramida mediante la expresión de enzimas clave que redirigen la síntesis al GL de interés. Con ello, se realizó la sobreexpresión de los genes Sur2 e Isc1 y se hizo un knockout del gen Scs7.
Actualmente, se han conseguido obtener los vectores para la sobreexpresión de los dos genes seleccionados (genes Sur2 e Isc1) y se comprobó que los dos plasmidios fueran funcionales en la cepa de levadura YM4271 reemplazando los dos genes por la proteína mCherry. Después de esto, se estableció un método para la expresión génica y se consiguió una sobreexpresión de 144 ± 36 con la cepa de levadura YM4271 transformada con el plásmido pTDH3_Sur2. Después, se extrajeron los glicolípidos de cada cepa transformada con el método mild-mild hydrolysis y se evaluaron. Por otra parte, para el KO del gen Scs7 se han conseguido diseñar todos los vectores necesarios (vector CAS9, plasmido ADN donante y plasmido gRNA) y la cepa de levadura YM4271 ya se ha transformado con ellos.

 

Director/a

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

Estudios

IQS SE - Máster en Bioingeniería

Fecha

2021-05-20