“Combinando biosensores e estratégias de otimização de rede metabólica para melhoria da produção de l?treonina emEscherichia coliEm março de 2025, a equipe Rao Zhiming da Universidade de GangnamBiotecnologia para Biocombustíveis e BioprodutosArtigo anterior. O estudo propõe uma série de estratégias de engenharia para melhorar ainda mais a capacidade de produção de bactérias produtoras de L-sorina.

Este estudo não só desenvolveu uma cepa de alta produtividade de L-serina com potencial para aplicações industriais, mas também demonstrou uma nova abordagem para construir biosensores de L-serina de alta sensibilidade.Forneceu novas ideias para o desenvolvimento de biosensores para outros produtos químicos.

Para desenvolver um biosensor altamente sensível de L-surina, os pesquisadores aplicaram 0-60 g/L de surina exógena ao MG1655 e realizaram uma análise transcriptômica para rastrear 32 genes com expressão positivamente associada à surina; O foco adicional em 21 iniciadores para a construção da biblioteca de relatórios eGFP confirmou que a resposta PcysK era otimizada e linear, mas com limiares estreitos de componentes naturais e altos falsos positivos que necessitavam de otimização posterior.

Para superar os defeitos de baixa sensibilidade e limiar estreito dos sensores naturais, foi estudada a modificação artificial dos lançadores da série "cys":

Em comparação com os sistemas existentes, o risco de erro de triagem do pSensorThr é baixo, mas o alcance de resposta ainda é estreito e o alcance de resposta precisa ser otimizado para ampliar a aplicabilidade.

Importe o plasmido MP6ts mutante sensível à temperatura no THR36-L19 para mutar a 30 °C e desplasmidrar a 42 °C para construir rapidamente uma biblioteca de mutações em grande escala; Em seguida, o pSensorThr foi introduzido e os dispositivos de filtragem de alto fluxo FACS e QPix foram usados ​​para realizar cinco rodadas de ciclos de "mutação-filtragem", selecionando um total de 50 cepas mutantes fluorescentes de alto rendimento. A validação do agitador mostrou que a maioria das cepas produziam melhor do que as bactérias de origem, com o THRM1 tendo o maior rendimento de 38,97 g/L.

O alto rendimento de THRM1 é derivado de duas mutações "Tpx C61G" e "SpoT R290H → H290R Resposta": aumento de rendimento de ≈ 3%. Além disso, a eliminação de tpx ou spoT diminuiu significativamente ou diminuiu a produção, respectivamente, confirmando o efeito de ambos. As outras quatro mutações não contribuíram significativamente. O grupo de transcrição mostrou que o THRM1 reorganizou o fluxo de carbono: a EMP e a via do ácido acetalído aumentaram, a TCA diminuiu e a expressão elevada de pps complementou a PEP; Mas a expressão excessiva de pykF, poxB e pflB causa perda de carbono. A eliminação desses três genes levou a produção de THRM6 a 41,36 g/L. Essas descobertas identificam alvos genéticos chave e fornecem orientação para o aumento da produção posterior.

O FBA com base no modelo iML1515 previu em conjunto com o OptKnock para bloquear e validar duas vias de aumento de produção:

Gargalo de fornecimento de amino- A simulação mostra que o fluxo de gdhA precisa ser ajustado para cima; A construção da biblioteca RBS regula a expressão de GdhA com precisão, aumentando a produção de THRM7 para 44,12 g/L.

Knockout genético secundário/externoCombinando o GSMN estendido com o OptKnock para prever 5 alvos de eliminação de genes ydbK, ompN, aroL, phoA e puuE, a eliminação de ompN e a eliminação de phoA demonstraram ser eficazes no rendimento da cepa; Combinado com um rendimento de 46,02 g/L do THRM13 shaker, suplemento de lata de 5 L foi fermentado em lotes até 163,2 g/L, com uma taxa de 0,603 g/g de glicose, o maior recorde de E. coli L-sorina relatado. O estudo forneceu uma estratégia sistemática para a alta produção de derivados da família aspartíaca posterior.

Este estudo desenvolveu um biosensor de alta sensibilidade e limiar de alta fluorescência para a triagem de cepas mutantes excelentes em plataformas de alto fluxo.A engenharia metabólica reversa e a simulação por computador, orientadas por análise poliômica, permitiram que a cepa engenhada THRM13 atingisse um rendimento de L-sorina de 163,2 g/L em um tanque de fermentação de 5 L com uma taxa de conversão de ácido glicólico de 60,3%, o nível mais alto relatado até agora sem o uso de indutores exógenos e antibióticos. Além disso, essa estratégia de triagem de alto fluxo ainda pode ser usada para a evolução iterativa posterior das cepas.

QPix FLEX Sistema de filtragem de clonagem microbiana

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