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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Synthetic platforms for ad libitum remodelling of yeast central metabolism

Descripción del proyecto

Un cromosoma sintético especializado con todos los genes de la levadura que codifican enzimas metabólicas

La biotecnología, como su nombre indica, utiliza sistemas biológicos para crear nuevos productos, procesos e incluso organismos para la sociedad. Las vías metabólicas vastas, complejas y muy eficientes de los microorganismos ofrecen innumerables oportunidades para una síntesis química más ecológica y sostenible. Aprovechar estas vías metabólicas puede ser difícil, porque los genes que las controlan están dispersos por el genoma. Utilizando la levadura «Saccharomyces cerevisiae», en el proyecto financiado por el Consejo Europeo de Investigación AdLibYeast, se creará una ventanilla única para los genes que codifican enzimas. En concreto, el equipo diseñará y construirá una plataforma de levadura con todos los genes que codifican las enzimas implicadas en el metabolismo central del carbono en un cromosoma sintético especializado, lo que permitirá un enfoque modular de la ingeniería del metabolismo central.

Objetivo

Replacement of petrochemistry by bio-based processes is key to sustainable development and requires microbes equipped with novel-to-nature capabilities. The efficiency of such engineered microbes strongly depends on their native metabolic networks. However, aeons of evolution have optimized these networks for fitness in nature rather than for industrial performance. As a result, central metabolic networks are complex and encoded by mosaic microbial genomes in which genes, irrespective of their function, are scattered over the genome and chromosomes. This absence of a modular organization tremendously restricts genetic accessibility and presents a major hurdle for fundamental understanding and rational engineering of central metabolism. To conquer this limitation, I introduce the concept of ‘pathway swapping’, which will enable experimenters to remodel the core machinery of microbes at will.
Using the yeast Saccharomyces cerevisiae, an industrial biotechnology work horse and model eukaryotic cell, I propose to design and construct a microbial chassis in which all genes encoding enzymes in central carbon metabolism are relocated to a specialized synthetic chromosome, from which they can be easily swapped by any – homologous or heterologous – synthetic pathway. This challenging and innovative project paves the way for a modular approach to engineering of central metabolism.
Beyond providing a ground-breaking enabling technology, the ultimate goal of the pathway swapping technology is to address hitherto unanswered fundamental questions. Access to a sheer endless variety of configurations of central metabolism offers unique, new possibilities to study the fundamental design of metabolic pathways, the constraints that have shaped them and unifying principles for their structure and regulation. Moreover, this technology enables fast, combinatorial optimization studies on central metabolism to optimize its performance in biotechnological purposes.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

ERC-COG - Consolidator Grant

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2014-CoG

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Institución de acogida

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT
Aportación neta de la UEn
€ 2 149 717,50
Coste total
€ 2 149 717,50

Beneficiarios (1)