2024
Synthetically-primed adaptation of Pseudomonas putida to a non-native substrate D-xylose
DVOŘÁK, Pavel, Barbora BURÝŠKOVÁ, Barbora POPELÁŘOVÁ, Birgitta E. EBERT, Tibor BOTKA et. al.Základní údaje
Originální název
Synthetically-primed adaptation of Pseudomonas putida to a non-native substrate D-xylose
Autoři
DVOŘÁK, Pavel (203 Česká republika, garant, domácí), Barbora BURÝŠKOVÁ (203 Česká republika, domácí), Barbora POPELÁŘOVÁ (203 Česká republika, domácí), Birgitta E. EBERT, Tibor BOTKA (203 Česká republika, domácí), Dalimil BUJDOŠ, Alberto SÁNCHEZ-PASCUALA, Hannah SCHÖTTLER, Heiko HAYEN, Víctor DE LORENZO, Lars M. BLANK a Martin BENEŠÍK (203 Česká republika, domácí)
Vydání
Nature Communications, Nature Portfolio, 2024, 2041-1723
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Článek v odborném periodiku
Obor
20801 Environmental biotechnology
Stát vydavatele
Německo
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Impakt faktor
Impact factor: 16.600 v roce 2022
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
UT WoS
001191874200006
Klíčová slova anglicky
Applied microbiology; Bacterial evolution; Experimental evolution; Metabolic engineering
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 14. 6. 2024 11:22, Mgr. Marie Šípková, DiS.
Anotace
V originále
To broaden the substrate scope of microbial cell factories towards renewable substrates, rational genetic interventions are often combined with adaptive laboratory evolution (ALE). However, comprehensive studies enabling a holistic understanding of adaptation processes primed by rational metabolic engineering remain scarce. The industrial workhorse Pseudomonas putida was engineered to utilize the non-native sugar D-xylose, but its assimilation into the bacterial biochemical network via the exogenous xylose isomerase pathway remained unresolved. Here, we elucidate the xylose metabolism and establish a foundation for further engineering followed by ALE. First, native glycolysis is derepressed by deleting the local transcriptional regulator gene hexR. We then enhance the pentose phosphate pathway by implanting exogenous transketolase and transaldolase into two lag-shortened strains and allow ALE to finetune the rewired metabolism. Subsequent multilevel analysis and reverse engineering provide detailed insights into the parallel paths of bacterial adaptation to the non-native carbon source, highlighting the enhanced expression of transaldolase and xylose isomerase along with derepressed glycolysis as key events during the process.
Návaznosti
GA22-12505S, projekt VaV |
| ||
LM2023042, projekt VaV |
| ||
LX22NPO5103, projekt VaV |
| ||
MUNI/J/0003/2021, interní kód MU |
| ||
90254, velká výzkumná infrastruktura |
|