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J-GLOBAL ID：201902257088814973   整理番号：19A1451939

Kluyveromyces marxianusにおけるエタノールと酢酸エチル生合成を理解するためのCRISPR-Cas9が可能な遺伝的破壊【JST・京大機械翻訳】

CRISPR-Cas9-enabled genetic disruptions for understanding ethanol and ethyl acetate biosynthesis in Kluyveromyces marxianus

著者 (6件)： Lobs Ann-Kathrin (Department of Chemical and Environmental Engineering, University of California, Riverside, Riverside, USA) ,  Engel Ronja (Department of Chemical and Environmental Engineering, University of California, Riverside, Riverside, USA) ,  Engel Ronja (Mannheim University of Applied Sciences, Mannheim, Germany) ,  Schwartz Cory (Department of Chemical and Environmental Engineering, University of California, Riverside, Riverside, USA) ,  Flores Andrew (Department of Chemical and Environmental Engineering, University of California, Riverside, Riverside, USA) ,  Wheeldon Ian (Department of Chemical and Environmental Engineering, University of California, Riverside, Riverside, USA)
資料名： Biotechnology for Biofuels (Web)  (Biotechnology for Biofuels (Web))
巻： 10  号： 1  ページ： 164  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7022A  ISSN： 1754-6834  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 【背景】耐熱性酵母Kluyveromyces marxianusは,燃料および化学物質の生化学的生産のための工業的宿主として有望である。野生型株は高力価のエタノールを発酵し,広範囲のC_5,C_6,およびC_12糖を揮発性短鎖エステル酢酸エチルに効率的に変換することが知られている。しかしながら,歪工学は,先進的なゲノム編集ツールの欠如とエステルおよびエタノール生合成の不完全な理解のために制限されている。【結果】ハイブリッドRNAポリメラーゼIIIプロモーターの設計によって,本研究はK.marxianusにおける使用のためにStreptococcus pyogenesからCRISPR-Cas9システムを適応させた。本システムを用いて,酢酸エチルおよびエタノール生合成における推定機能を有するアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)およびアルコール-O-アセチルトランスフェラーゼ(ATF)遺伝子に対する機能的破壊を迅速に作成した。KmATF破壊株のスクリーニングは,Atf活性が酢酸エチル生合成に寄与することを明らかにしたが,ノックアウトは酢酸エチル力価をわずか15%減少させた。過剰発現実験は,KmAdh7がヘミアセタールの酢酸エチルへの酸化を触媒できることを明らかにした。最後に,KmAdh2破壊株の分析は,ノックアウトがエタノール生産をほとんど完全に除去し,アセトアルデヒドの蓄積をもたらすことを示した。結論:K.marxianusにおけるsgRNA発現のための新規に設計されたRNAポリメラーゼIIIプロモーターは,耐熱性酵母のためのCRISPR-Cas9ゲノム編集システムを可能にする。このシステムを用いて,酢酸エチル生合成,特にKmADH1-7及びKmATFに関与する遺伝子を破壊した。KmAdh2は好気性及び嫌気性エタノール生産に重要であることが分かった。好気的に生産されたエタノールは,KmAtfによって触媒された酢酸エチルの生合成を供給する。KmAdh7はヘミアセタールの酸化に対して活性を示し,酢酸エチル合成の可能な代替経路であることが分かった。Copyright 2019 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 酵母 ,  *遺伝 ,  耐熱性 ,  ヘミアセタール ,  野生型 ,  プロモーター領域 ,  触媒 ,  エステル ,  *生合成 ,  脂肪族アルデヒド ,  脂肪酸 ,  カルボン酸エステル ,  脂肪族アルコール
準シソーラス用語： 過剰発現 ,  *Cas9 ,  *Kluyveromyces marxianus , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： 酢酸エステル ,  バイオエタノール ,  CRISPR-Cas9 ,  ヘミアセタール ,  代謝工学 ,  耐熱性酵母

分類 (2件)： 微生物代謝産物の生産  (FK03020A) ,  生物燃料及び廃棄物燃料  (LB02020Y)

物質索引 (3件)： アセトアルデヒド ,  酢酸エチル ,  エタノール

引用文献 (59件)：

• Biotechnol J; High throughput, colorimetric screening of microbial ester biosynthesis reveals high ethyl acetate production from Kluyveromyces marxianus on C5, C6, and C12 carbon sources; AK Lobs, JL Lin, M Cook, I Wheeldon; 11; 10; 2016; 1274-1281; 10.1002/biot.201600060; CR1;
• Appl Environ Microbiol; High-temperature ethanol fermentation and transformation with linear DNA in the thermotolerant yeast Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042; S Nonklang, BMA Abdel-Banat, K Cha-Aim, N Moonjai, H Hoshida, S Limtong, M Yamada, R Akada; 74; 24; 2008; 7514-7521; 10.1128/AEM.01854-08; CR2;
• Appl Microbiol Biotechnol; Growth of the yeast Kluyveromyces marxianus CBS 6556 on different sugar combinations as sole carbon and energy source; GG Fonseca, NMB Carvalho, AK Gombert; 97; 11; 2013; 5055-5067; 10.1007/s00253-013-4748-6; CR3;
• Microb Cell Factories; Heterologous expression of glucose oxidase in the yeast Kluyveromyces marxianus; SN Rocha, J Abrahao-Neto, ME Cerdan, MI Gonzalez-Siso, AK Gombert; 9; 2010; 4; 10.1186/1475-2859-9-4; CR4;
• Appl Microbiol Biotechnol; Kluyveromyces marxianus as a host for heterologous protein synthesis; AK Gombert, JV Madeira, ME Cerdan, MI Gonzalez-Siso; 100; 14; 2016; 6193-6208; 10.1007/s00253-016-7645-y; CR5;

タイトルに関連する用語 (7件)： Kluyveromyces ,  エタノール ,  酢酸エチル ,  生合成 ,  理解 ,  CRISPR-Cas9 ,  破壊