Rudarjenje in uporaba konstitutivnih promotorjev iz Rhodosporidium toruloides

Povzeto po članku: X. Guo, Z. Bai, Y. Zhang, H. Zhao, S. Shi: Mining and application of constitutive promoters from Rhodosporidium toruloides. AMB Express 2023, 13, 1–12.

Uvod

Rhodosporidium toruloides je kvasovka rdeče barve, ki sodi med oljnate mikroorganizme. Za njih je značilno, da lipidi predstavljajo vsaj 20% njihove suhe mase. R. toruloides lahko v večjih količinah sintetizira lipide, maščobne alkohole, metile in etilne estre maščobnih kislin in karotenoidov.

Zaradi zmožnosti biosinteze raznovrstnih produktov, visoke odpornosti na stres in rasti v različnih gojiščih je perspektiven kandidat za uporabo v industriji. Za industrijsko aplikacijo je potrebna optimizacija metabolne poti, za kar je nujno predhodno poznavanje večjega nabora različno močnih konstitutivnih promotorjev. Za nemodelni organizem je bilo do sedaj odkritih 31 promotorjev, ki so v večini povezani s hišnimi geni ali geni, ki regulirajo akumulacijo lipidov. Eden izmed prvih karakteriziranih močnih konstitutivnih promotorjev je bil PGPD1, ki je promotor gena za gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenazo. Moči ostalih do sedaj znanih promotorjev so bile določene relativno na moč PGPD1 in se gibljejo 0,2-11,0-kratno močjo PGPD1.

S pomočjo poznavanja večjega števila promotorjev in njihovih značilnosti je optimizacija biosinteznih poti maščobnih kislin lažja. V rastlinah poteka pretvorba stearinske kisline (nasičene maščobne kisline z 18 C atomi) v linolno kislino v dveh korakih z uvedbo dveh dvojnih vezi. Prvi encim je Δ9 desaturaza, ki med 9. in 10. C atom v stearinski kislini uvede dvojno vez, pri čemer nastane oleinska kislina. Drugi encim Δ12 desaturaza pa uvede dvojno vez med 12. in 13. C atom, da nastane linolna kislina. Za optimizacijo poti linolne kisline je torej potrebno optimizirati izražanje genov FAD9 in FAD12 za desaturazi.