Генная инженерия: продуцент своими руками

Генная инженерияВ отличие от A. succinogenes геном кишечной палочки отлично известен ученым. Так, ее дикий тип способен синтезировать янтарную кислоту, но лишь в следовых количествах. Для начала генные инженеры попытались сконструировать в кишечной палочке схему, похожую на ту, что работает в A. succinogenes. С этой целью они усилили синтез фермента, присоединяющего углекислый газ к ФЕП. 

Однако на этом исследователи не остановились и задействовали еще и глиоксилатный шунт. Для этого они блокировали фермент, отвечающий за переход изоцитрата в альфакетоглутаровую кислоту, и вещество вынуждено устремляться напрямую к янтарной кислоте по глиоксилатному пути.

Преимущества такой схемы очевидны: два пути накопления продукта лучше, чем один. Но при этом образуется больше побочных продуктов. Чтобы снизить их количество, ученые отключили гены, отвечающие за синтез молочной и муравьиной кислот. Это увеличило выход янтарной кислоты, хотя и понизило жизнеспособность клеток. Полученный штамм был назван E. coli AFP111, он накапливает чуть менее 100 граммов янтарной кислоты на литр культуральной жидкости.

При конструировании другого штамма кишечной палочки исследователи воспользовались комбинацией правой части цикла Кребса и глиоксилатного шунта. Поскольку правая часть цикла — окислительная, такой микроорганизм способен жить и расти в присутствии кислорода, что удобно для промышленного производства. Также к достоинствам этого штамма, получившего обозначение E.coli HL27659k, можно отнести отключенный ген синтеза уксусной кислоты. Однако сам по себе штамм не очень продуктивен и накапливает примерно 60 граммов кислоты на литр.