Моделирование метаболизма раскрывает разнообразие дрожжей в промышленной биотехнологии

от

Дрожжи пекарские (Saccharomyces cerevisiae) — основа промышленной биотехнологии. Их исключительная адаптивность к различным природным и промышленным условиям привела к появлению множества штаммов, каждый из которых обладает уникальными генетическими и метаболическими характеристиками.

Однако большинство исследований Saccharomyces cerevisiae и её применения по-прежнему опираются на несколько лабораторных штаммов, таких как S288c и CEN.PK, что ограничивает поиск оптимальных штаммов для разработки высокоэффективных клеточных фабрик.

В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, группа учёных под руководством профессора Чжоу Юнцзиня из Даляньского института химической физики Китайской академии наук и доцента Лу Хунчжуна из Шанхайского университета Цзяо Тун разработала мощный метод системной биологии для решения этой проблемы. Они выяснили, как дрожжи адаптируются к различным условиям на системном уровне с помощью штаммозависимого моделирования метаболизма.

Исследователи создали высококачественный цифровой ресурс пангенома дрожжей и построили метаболические модели, адаптированные к отдельным штаммам. Затем они разработали новый аналитический метод, который объединяет геномные данные, метаболические модели и мультиомную информацию, и использовали его для систематической оценки различных штаммов.

В качестве доказательства концепции исследователи применили этот метод к промышленным штаммам, производящим этанол. Они обнаружили, что усиление нисходящих путей гликолиза является ключом к эффективному синтезу этанола на генетическом, транскрипционном и метаболическом уровнях. Это открытие даёт представление о рациональном проектировании дрожжевых клеточных фабрик для производства этанола и его производных.

«Наша работа не только предоставляет комплексный цифровой ресурс о штаммах дрожжей для научных кругов и промышленности, но и новые методы оценки и отбора оптимальных штаммов-шасси для биопроизводства», — сказал профессор Чжоу.

Предоставлено Китайской академией наук.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте