乳清苷-5'-脱羧酶基因pyrG的表达中断或表达降低可增加柠檬酸的产生：在黑曲霉基因编辑中的新发现

期刊来源：Microbial Cell Factories

影响因子：4.187

摘要

背景：黑曲霉是一种丝状真菌，用于全球大部分柠檬酸的生产。基因组编辑的最新发展使生物技术人员能够设计和优化黑曲霉。然而，目前，用于使工业黑曲霉分离物中的柠檬酸效价最大化的遗传线索是有限的。

结果：在这项研究中，我们尝试设计两个生产柠檬酸的黑曲霉WT-D和D353，以作为未来高通量基因组工程的平台菌株。因此，我们使用基因组编辑功能来同时破坏编码乳清苷-5'-脱羧酶（pyrG）和非同源末端连接成分（kusA）的基因，从而可以使用pyrG选择/计数器选择系统，并提高同源重组率。在对这些pyrG突变菌株进行常规筛选期间，我们出乎意料地观察到与祖先对照相比，柠檬酸产量增加了2.17倍，这表明尿苷/嘧啶合成的抑制作用可能会增加柠檬酸滴度。为了进一步检验该假设，将pyrG基因置于可滴定四环素的盒的控制下，这证实了该基因表达的降低提高了摇瓶和生物反应器发酵中柠檬酸的滴度。随后，我们进行了细胞内代谢组学分析，结果表明，pyrG破坏增强了糖酵解通量，并显着提高了柠檬酸盐及其前体的量。结论：在这项研究中，我们提供了两个产生柠檬酸的分离株，这些分离株由于pyrG / kusA缺失而适合高通量遗传操作。令人惊讶的是，我们首次证明黑曲霉pyrG是产生柠檬酸高产菌株的有前途的遗传先导。我们的数据支持以下假设：尿苷/嘧啶生物合成途径为菌株工程研究提供了未来的途径。