Bioökonomie International 2024: TABASCO - Synthetische Genomik zur Etablierung und Anwendung von Vibrio natriegens synSC1.0 als Zellfabrik

Der Weltmarkt für mikrobielle Produkte wird für 2022 auf 190 Mrd. USD geschätzt und wächst mit einer CAGR von 5,3 %. Mikrobielle Zellfabriken sind wichtig für die Herstellung vieler Produkte (z. B. Enzyme, Antibiotika). Darüber hinaus wird eine nachhaltige Produktion immer wichtiger, insbesondere im Zusammenhang mit dem globalen Klimawandel. V. natriegens ist ein halophiles Bakterium, das eng mit E. coli verwandt ist und besitzt wie alle Vibrionaceae ein bipartites Genom. V. natriegens wurde als der am schnellsten wachsende Mikroorganismus mit einer Verdopplungszeit von weniger als zehn Minuten bekannt. Da er halophil ist, kann er in Meerwasser kultiviert werden und konkurriert nicht mit wertvollem Süßwasser, das zu einer kostbaren Ressource wird. Wir haben den Stamm V. natriegens synSC1.0 erzeugt und charakterisiert, bei dem die beiden Chromosomen zu einem Chromosom fusioniert sind und die Region des Replikationsursprungs des zweiten Chromosoms entfernt wurde. Der Stamm behält sein schnelles Wachstum bei und es werden keine Phänotypen beobachtet. Dieses Projekt zielt darauf ab, V. natriegens synSC1.0 als nachhaltige mikrobielle Zellfabrik zu nutzen. Unser Ziel ist es: (1) Den deletierten Replikationsursprung des zweiten Chromosoms zu nutzen, um modulare und standardisierte synthetische Chromosomen für die heterologe Expression in V. natriegens synSC1.0 einzuführen. (2) Beschleunigung der Entdeckung und Charakterisierung von Genclustern aus metagenomischen Proben unter Verwendung von V. natriegens synSC1.0 in Kombination mit der synthetische Chromosomen Expressionsplattform. (3) Durchführung von Chassis-Verbesserungen (z. B. Entfernung von Motilitätsgenen) und nachhaltige Produktion in V. natriegens synSC1.0 (z. B. auf Meerwasser basierendes Medium). Das Projekt verwendet einen interdisziplinären Ansatz, der synthetische Biologie, Bioinformatik und Metagenomik kombiniert und durch Laborautomation unterstützt wird, um die Ziele zu erreichen.