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

Autor/a

Cortiella Valls, Nil

Abstract

La ingeniería genética y metabólica de sistemas biológicos permite redirigir el metabolismo celular a la producción de biomoléculas complejas de interés. Las microalgas son organismos fotosintéticos unicelulares que están emergiendo como huéspedes con gran importancia para la biotecnología industrial, ya que pueden usar la luz como fuente de energía para transformar de manera eficiente el CO2 en bioproductos de alto valor, poseen el estado GRAS y la capacidad de crecer en sistemas a gran escala.
Los glicolípidos son un grupo diverso de moléculas anfipáticas que desempeñan importantes funciones biológicas y están atrayendo el interés industrial para una variedad de aplicaciones, incluido su uso como tensioactivos biodegradables, en sistemas de administración de fármacos o como fármacos bioactivos.
Dada la capacidad de las microalgas para producir, acumular e intercambiar glicolípidos entre diferentes orgánulos, nuestro objetivo es producir glicolípidos de valor agregado en la plataforma de células Chlamydomonas reinhardtii, mediante la ingeniería genómica nuclear y cloroplástica.
El objetivo principal de este proyecto es evaluar la capacidad del compartimento citosol-endoplasmático para producir una nueva reserva de glicoglicerolípidos, alternativa a los galactoglicerolípidos endógenos que normalmente están presentes en las membranas tilacoidales de Chlamydomonas reinhardtii. Los esfuerzos anteriores se han centrado en la expresión heteróloga en C. reinhardtii de una glicosiltransferasa (MG517) de Mycoplasma genitalium, una enzima bien definida que es capaz de producir monoglucosildiacilglicerol (MGDG) y diglucosildiacilglicerol (DGDG) cuando se expresa en E. coli. Sin embargo, al introducir la enzima en C. reinhardtii mostró una expresión inestable.
En este estudio, para comprobar si esta ineficaz expresión se debe a la toxicidad celular por la actividad enzimática, hemos iniciado un experimento basado en la mutagénesis de un residuo catalíticamente activo (E193A) para inactivar la enzima. Además, hemos iniciado una estrategia alternativa basada en la recombinación para clonar una variante de la galactosildiacilglicerol sintasa endógena (MGD1) de Chlamydomonas reinhardtii que carece de péptido de tránsito cloroplástico. Esta nueva construcción permitirá la expresión citosólica de la enzima MGD1 en las microalgas verdes produciendo así una nueva reserva de glicolípidos en la célula.

 

Director/a

Leivar Rico, Pablo 

Estudis

IQS SE - Grado en Biotecnología

Fecha

2021-06-20