篩選基因以改善酵母中的蛋白質(zhì)產(chǎn)量
來自丹麥技術(shù)大學(xué)(DTU)的諾和諾德基金會生物可持續(xù)性基金會,查爾姆斯理工大學(xué)和KTH皇家理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)確定了9個基因目標(biāo),這些目標(biāo)在組合沉默后將工程酵母細胞中的蛋白質(zhì)產(chǎn)量提高了2.2倍。
“該概念可以擴展到其他酵母蛋白生產(chǎn)者,甚至一些絲狀真菌和哺乳動物細胞工廠。任何與優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)生產(chǎn)商合作的組織都可以使用這些研究結(jié)果,”第一作者,Novo Nordisk基金會生物可持續(xù)性研究中心的Postdoc Guokun Wang說。在DTU。
該方法用于改善酵母α-淀粉酶的產(chǎn)生 - α-淀粉酶是一種模型蛋白,其表明細胞中所尋找的蛋白質(zhì)(重組蛋白質(zhì))的總產(chǎn)量值。
沉默是一個強大的工具
通過確定適合通過RNA干擾(RNAi)沉默的幾個基因靶標(biāo)來實現(xiàn)優(yōu)化的酵母菌株。通過構(gòu)建與基因互補的短鏈/長鏈RNA,干擾RNA與互補mRNA相互作用并指導(dǎo)其降解,導(dǎo)致較少的mRNA被翻譯,從而降低靶基因的表達。
RNAi的表達下調(diào)是有效合理篩選新的遺傳靶標(biāo)以進行有益的表達調(diào)節(jié)的有力工具,因為它便宜且快速。
廣泛的文庫導(dǎo)致9個目標(biāo)基因
研究人員通過觀察增加的α-淀粉酶分泌作為改善重組蛋白產(chǎn)量的指標(biāo),分析了酵母中大約243,000個沉默效應(yīng)子。
通過廣泛篩選含有分泌酶的單個細胞的微小液滴,研究人員設(shè)法挑選出9種基因,這些基因在沉默后可以改善蛋白質(zhì)分泌。這些基因參與細胞代謝,細胞周期以及蛋白質(zhì)修飾和降解。
“當(dāng)以不同的下調(diào)水平表達時,所有這些基因都會影響重組蛋白的產(chǎn)生。當(dāng)試圖建立優(yōu)化的酵母細胞工廠來生產(chǎn)工業(yè)酶或生物制藥蛋白時,這些知識非常重要,”王國坤說。
科學(xué)家首先篩選了有益的RNAi靶標(biāo)。之后,他們研究了沉默的組合,導(dǎo)致了所謂的半理性方法。該研究現(xiàn)已在PNAS上發(fā)表。
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