izpis_h1_title_alt

Optimizacija biosinteze beta karotena v bakterijskih celicah z uporabo robota za ravnanje s tekočinami
ID Škrinjar, Peter (Avtor), ID Lenarčič, Brigita (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,00 MB)
MD5: 4F7D4131E0AD7ACF20209155469725CE

Izvleček
Beta karoten je tetraterpenoid, ki se v naravi sintetizira v rastlinah, algah, glivah in bakterijah. Zaradi svojega antioksidativnega delovanja in vloge kot naravni prekurzor za vitamin A ima različne pozitivne učinke na človeško telo, zato se vedno pogosteje uporablja v farmacevtski, živilski in kozmetični industriji. Ker so se trenutni načini pridobivanja beta karotena za industrijske potrebe izkazali kot neučinkoviti oz. neprimerni za človeško uporabo, se kot alternativna metoda pridobivanja beta karotena na industrijski skali uveljavlja mikrobiološka biosinteza. Z razvojem metabolnega inženirstva in sintezne biologije je mogoče beta karoten pripraviti v različnih mikroorganizmih, med drugim tudi v bakterijskih celicah Escherichia coli, v katerih pa količine pridobljenega beta karotena zaenkrat še niso zadostne za uporabo v industriji. Zato je potrebna nadaljnja optimizacija biosinteze beta karotena v bakterijskih celicah, kar lahko dosežemo z optimizacijo izražanja genov iz različnih sinteznih poti, ki sodelujejo pri nastanku beta karotena. S tem postopkom želimo pridobiti sev z ustrezno kombinacijo izražanja vnesenih genov in posledično najvišjo vsebnostjo beta karotena. Ker postopek vsebuje veliko ponavljajočega in natančnega dela, smo v okviru magistrskega dela postavili metodo z uporabo robota za ravnanje s tekočinami. Ta omogoča avtomatizirano pripravo konstruktov in sevov z različnimi kombinacijami regulatornih elementov in nivoji izražanja posameznih encimov za biosintezo beta karotena. Z omenjeno metodo smo pripravili in okarakterizirali 22 različnih bakterijskih sevov s spremenjenim izražanjem genov za biosintezo beta karotena. V okviru magistrskega dela smo z optimizacijo izražanja genov in pogojev kultivacije uspeli izboljšati biosintezo beta karotena v bakterijskih celicah za faktor 13,5. S postavitvijo avtomatizirane metode z uporabo robota za ravnanje s tekočinami smo prav tako omogočili nadaljnjo optimizacijo izražanja genov v večjem obsegu, kar bo pomembno vplivalo na hitrejšo identifikacijo sevov z najvišjo produkcijo beta karotena. Omenjena metoda se lahko uporablja tudi za avtomatizirano optimizacijo izražanja genov pri biosintezi ostalih industrijsko zanimivih molekul.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:beta karoten, robot za ravnanje s tekočinami, optimizacija izražanja genov, Escherichia coli
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Leto izida:2022
PID:20.500.12556/RUL-134797 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:96358659 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:02.02.2022
Število ogledov:1022
Število prenosov:108
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Optimization of beta carotene biosynthesis in bacterial cells using liquid handling robot
Izvleček:
Beta carotene is a tetraterpenoid found in plants, algae, fungi, and bacteria. As a natural precursor for vitamin A and antioxidant, it has various positive effects on the human body. Because of this, it is widely used in the pharmaceutical, food, and cosmetic industries. Since current methods for industrial beta carotene production have proven to be inefficient and unsuitable for human consumption, microbiological biosynthesis gained interest as an alternative method for beta carotene production. The increasing development in the field of metabolic engineering and synthetic biology made it possible to synthesize beta carotene in a variety of microorganisms, including Escherichia coli. Recent studies show that significant amounts of beta carotene can be obtained in E. coli, but so far are unable to meet industrial needs. Therefore, further optimization of beta carotene biosynthesis in bacterial cells is required. This can be achieved by optimization of gene expression in different biosynthetic pathways, involved in beta carotene biosynthesis. To perform this time-consuming and repetitive work that requires high accuracy, our group developed an automated high-throughput screening platform using a liquid-handling robot to optimize gene expression in the beta carotene biosynthetic pathway. Our method is based on a combinatorial construction of plasmids with different gene regulatory elements. Using this method, we prepared and characterized 22 different strains with altered expression of genes for beta carotene biosynthesis. By optimizing gene expression and cultivation conditions, we achieved 13.5-fold higher beta carotene yields in bacterial cells. Our automated platform can be used for gene expression optimization on a larger scale, which can lead to faster identification of strains with the highest production of beta carotene. It can also be used as a tool to optimize gene expression in the biosynthesis of other valuable molecules.

Ključne besede:beta carotene, liquid-handling robot, gene expression optimization, Escherichia coli

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj