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Increasing metabolic engineering efficiency using a conditionally quiescent fission yeast mutant

Descrizione del progetto

Lo studio dei mutanti di lievito per rivoluzionare l’ingegneria metabolica

L’ingegneria metabolica è molto promettente al fine di consentire la produzione su scala industriale di sostanze cruciali e preziose; ciononostante, le attuali piattaforme di ingegneria metabolica microbica indirizzano i nutrienti consumati principalmente verso la crescita della popolazione piuttosto che verso la produzione chimica, riducendo l’efficienza e la produzione nel loro complesso. Il progetto QuiescentFactory, finanziato dall’UE, affronta questa sfida studiando una promettente mutazione del lievito di fissione e sviluppandola in un telaio e una piattaforma di ingegneria metabolica di nuova concezione. Questo mutante cresce a una temperatura di 26 °C ed entra in quiescenza a 36 ° mantenendo l’attività metabolica, il che permette di ottimizzare la produzione di metaboliti e di superare le attuali limitazioni esistenti.

Obiettivo

The proposed project aims to solve a major challenge in metabolic engineering. In microbial metabolic engineering platforms, consumed nutrients are primarily invested into population growth instead of the production of chemicals of interest. Our team is studying a temperature-sensitive mutant of fission yeast (Schizosaccharomyces pombe), which grows normally at 26°C, but enters quiescence at 36°C, while at the same time maintaining its metabolic activity. Such an engineering platform could represent the holy grail of the metabolic engineering field - a chassis strain that can stop growing but keeps producing metabolites. Application of such pseudo-quiescent strain would be useful to both industrial and academic players. To develop this mutant into a new metabolic engineering chassis, I will first design a molecular cloning toolkit to perform metabolic engineering in S. pombe, which will enable construction and expression of complex biosynthetic pathways. Second, I will characterize the phenotype of the pseudoquiescent S. pombe mutant using a multi-omics approach. I will generate knowledge about mRNA, protein, metabolite and flux dynamics to delineate a genome-scale metabolic model of the chassis under pseudo-quiescence. Then, I will assess the ability of the S. pombe mutant to overproduce 3 different high-value compounds (kavain via phenylalanine, theophylline via purine and artemisinin precursor via mevalonate). Finally, I intend to reproduce the pseudo-quiescent mutant phenotype in other commonly used yeast species (Saccharomyces cerevisiae and Yarrowia lipolytica). In the short term, this research will deliver a new type of a metabolic engineering chassis for the production of complex chemicals to the metabolic engineering community. In the long term, it will contribute to the development of metabolic engineering as a competitive alternative of total synthesis of chemicals, leading to greener and renewable chemical industry.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-WIDERA-2022-TALENTS-04

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Coordinatore

USTAV ORGANICKE CHEMIE A BIOCHEMIE, AV CR, V.V.I.
Contributo netto dell'UE
€ 166 278,72
Indirizzo
FLEMINGOVO NAM. 542/2
166 10 PRAHA 6
Cechia
Regione
Česko Praha Hlavní město Praha
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (2)