筛选基因以改善酵母中的蛋白质产量

来自丹麦技术大学(DTU)的诺和诺德基金会生物可持续性基金会,查尔姆斯理工大学和KTH皇家理工学院的研究人员已经确定了9个基因目标,这些目标在组合沉默后将工程酵母细胞中的蛋白质产量提高了2.2倍。

“该概念可以扩展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。任何与优质蛋白质生产商合作的组织都可以使用这些研究结果,”第一作者,Novo Nordisk基金会生物可持续性研究中心的Postdoc Guokun Wang说。在DTU。

该方法用于改善酵母α-淀粉酶的产生 - α-淀粉酶是一种模型蛋白,其表明细胞中所寻找的蛋白质(重组蛋白质)的总产量值。

沉默是一个强大的工具

通过确定适合通过RNA干扰(RNAi)沉默的几个基因靶标来实现优化的酵母菌株。通过构建与基因互补的短链/长链RNA,干扰RNA与互补mRNA相互作用并指导其降解,导致较少的mRNA被翻译,从而降低靶基因的表达。

RNAi的表达下调是有效合理筛选新的遗传靶标以进行有益的表达调节的有力工具,因为它便宜且快速。

广泛的文库导致9个目标基因

研究人员通过观察增加的α-淀粉酶分泌作为改善重组蛋白产量的指标,分析了酵母中大约243,000个沉默效应子。

通过广泛筛选含有分泌酶的单个细胞的微小液滴,研究人员设法挑选出9种基因,这些基因在沉默后可以改善蛋白质分泌。这些基因参与细胞代谢,细胞周期以及蛋白质修饰和降解。

“当以不同的下调水平表达时,所有这些基因都会影响重组蛋白的产生。当试图建立优化的酵母细胞工厂来生产工业酶或生物制药蛋白时,这些知识非常重要,”王国坤说。

科学家首先筛选了有益的RNAi靶标。之后,他们研究了沉默的组合,导致了所谓的半理性方法。该研究现已在PNAS上发表。