筛选基因让酵母生产更多的蛋白质

【字体: 时间:2019年04月29日 来源:生物通

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  通过使基因沉默,研究人员成功地显著增加了酵母中的蛋白质产量。该方法可为制药蛋白和工业酶生产工业产出更好的工程化菌株。

  

Guokun Wang

来自丹麦科技大学诺和诺德基金会生物可生化性中心、查尔默斯技术大学和KTH皇家理工学院的研究人员已经鉴定出9个基因靶点,通过组合沉默使工程酵母细胞中的蛋白质产量提高了2.2倍。

“这个概念可以推广到其他酵母蛋白生产者,甚至一些丝状真菌和哺乳动物细胞工厂。任何一个与高级蛋白质生产者合作的组织都可以利用这些发现,”来自诺和诺德基金会生物可生化性研究中心的第一作者、博后Guokun Wang说。

本文提高了一种模型蛋白,α-淀粉酶(α-amylase)的酵母生产,证明了细胞内目标蛋白(重组蛋白)的总生产价值。

沉默是一种强有力的工具

通过RNA干扰(RNAi)确定几种适合沉默的基因靶点,获得优化的酵母菌株。通过构建与基因互补的短/长链RNA,干扰RNA与互补的mRNA相互作用并引导其降解,从而减少需要翻译的mRNA,降低靶基因的表达。

RNAi介导的表达下调是一个有效的合理筛选新基因靶点的有力工具,因为它既便宜又快速。

广泛的文库筛选确定了9个目标基因

通过观察α-淀粉酶分泌的增强作为重组蛋白生产改善的指标,研究人员分析了酵母中大约243000种沉默效应物。

通过对含有分泌这种酶的单个细胞的微小液滴进行广泛筛选,研究人员成功地筛选出了9个基因,这些基因受抑制后,改善了蛋白质的分泌。这些基因参与细胞代谢、细胞周期以及蛋白质修饰和降解。

所有这些基因在不同的下调水平表达时都会影响重组蛋白的产生。Guokun Wang说:“在试图建立用于生产工业酶或生物制药蛋白的优化酵母细胞工厂时,这些知识非常重要。”

科学家们首先筛选出有益的RNAi目标。之后,他们研究了沉默的组合,得出了所谓的半理性方法(semi-rational approach)。这项研究现已发表在PNAS上。

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原文检索:RNAi expression tuning, microfluidic screening, and genome recombineering for improved protein production in Saccharomyces cerevisiae

(生物通:伍松)

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