Development of a glycoglycerolipids production system in acetate-based Escherichia coli cultures

Autor/a

Torrella Barrufet, Joan

Abstract

Durante las últimas décadas, debido a la disponibilidad limitada de azúcares refinados en todo el mundo, han sido numerosos los esfuerzos de investigación que se han centrado en la implementación de una gama de productos renovables no azucarados, materias primas para la producción de biocombustibles y bioquímicos. Sin embargo, el crecimiento microbiano, características, desafíos y oportunidades de bioprocesamiento de cada uno de ellos no han sido comparados todavía. Con el objetivo de destacar las materias primas más prometedoras, hemos analizado un conjunto de parámetros de crecimiento medidos experimentalmente de microorganismos que crecen bajo diferentes materias primas. Estas fuentes alternativas de carbono se pueden clasificar en tres grupos simples: biomasa derivada de la lignocelulosa, materias primas C1, incluidos CO2, metanol y metano, y C2 materias primas, que comprenden ácido acético. Sobre la base de una búsqueda exhaustiva de la literatura, también hemos clasificado los desafíos más críticos de la implementación de estas materias primas a escala industrial, bioprocesos en categorías específicas, que utilizamos para establecer un análisis comparativo a través de fuentes de carbono. Basada en su miscibilidad, la facilidad de generar cepas con mejoras asimilación o tolerancia al acetato, su amplia disponibilidad de hospedante y bajo coste, determinamos que el acetato es una de las materias primas alternativas más prometedoras para su uso a escala industrial. Esperamos que el análisis que proporcionamos en esta revisión sirva como una hoja de ruta para la bioproducción sostenible y económicamente viable a partir de una materia prima. 
El objetivo subyacente de este proyecto es desarrollar un sistema de producción de glicoglicerolípidos en E. coli recombinante, utilizando la materia prima antes mencionada: acetato; y un sistema de selección basado en la complementación funcional de la vía de asimilación del acetato. El ex-alumno de maestría Xavier Carol desarrolló con éxito una cepa de E. coli mutante ΔaceA (es decir, aceA es un gen para la asimilación del acetato). Los plásmidos que portan el gen aceA para complementar la auxotrofia también se generaron y se denominaron pLaceA y pSaceA. La secuencia de estos vectores plasmídicos fue verificado aquí. El comportamiento de crecimiento de las cepas mutantes y de tipo salvaje ΔaceA en condiciones mínimas. En este trabajo también se analizó el medio con glucosa o acetato. Los resultados indican que después de una primera incubación durante la noche en medio LB, una incubación durante la noche en medio M9.1 antes del crecimiento.
El análisis es estrictamente necesario para reducir la variabilidad. Además, el diseño in silico de la clonación estrategia del gen MG517, que codifica una glicosiltransferasa, en pSaceA y pLaceA fue desarrollado con éxito. Los experimentos futuros deben centrarse en realizar el diseño de la estrategia de clonación, analizando el rendimiento de glicoglicerolípidos de la cepa ΔaceA transformada y finalmente probando el rendimiento de la plataforma desarrollada en un biorreactor.

Director/a

Carnicer Heras, Marc
Leivar Rico, Pablo 

Estudios

IQS SE - Máster en Bioingeniería

Fecha

2020-07-21