[發(fā)明專(zhuān)利]YEL013W基因和YER042W基因的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810151410.4
• 申請(qǐng)日: 2018-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108359616B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 元英進(jìn);賈斌;潘碩;吳毅;李炳志
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12N1/19
• 分類(lèi)號(hào): C12N1/19;C12P23/00;C12R1/865
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉猛;趙青朵

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了酵母基因組中YEL013W基因和YER042W基因的新應(yīng)用，通過(guò)敲除這兩個(gè)基因，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)類(lèi)胡蘿卜素的酵母菌株在產(chǎn)量上的顯著提高，為改造微生物工程菌提供明確的基因靶點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及YEL013W基因和YER042W基因的應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著基因組測(cè)序的能力不斷提升，已經(jīng)能夠解析出過(guò)去難以發(fā)現(xiàn)的普遍存在的基因組重排現(xiàn)象。20世紀(jì)研究發(fā)現(xiàn)的基因組變異主要形式是單核苷酸多態(tài)性(SNP)和異染色質(zhì)多態(tài)性(HP)。然而，近幾年研究發(fā)現(xiàn)，在微生物(如耶爾森氏菌、酵母)、植物(如青草、水稻)、動(dòng)物(如七鰓鰻、小鼠)、人類(lèi)基因組中普遍發(fā)現(xiàn)了基因組重排現(xiàn)象，尤其是，基因組內(nèi)大量結(jié)構(gòu)變異(SV)(包括片段缺失、重復(fù)、水平遷移、相互易位、倒位等)是包含更多信息變化的更高頻遺傳變異方式，這為基因組通過(guò)重排推動(dòng)生命進(jìn)化提供了關(guān)鍵性證據(jù)。天然基因組重排與性狀改變之間存在普遍聯(lián)系，為我們研究生命進(jìn)化與新功能產(chǎn)生提供了重要藍(lán)本。

天然基因組重排和變異時(shí)間跨度較大，功能定向進(jìn)化可控性低。如果能夠知曉基因組中各基因與性狀改變之間的具體關(guān)系，則能夠有針對(duì)性地人為改造基因組，實(shí)現(xiàn)微生物、動(dòng)物性狀改變朝向?qū)θ祟?lèi)有利的方向。例如在微生物發(fā)酵生產(chǎn)化學(xué)品領(lǐng)域，有針對(duì)性的改造微生物基因，能夠提高微生物工程菌化學(xué)品產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供YEL013W基因和/或YER042W基因在提高酵母菌類(lèi)胡蘿卜素產(chǎn)量中的應(yīng)用以及改造酵母菌株中的應(yīng)用；

本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種改造酵母菌株的方法以及改造后的菌株，使得改造后的酵母菌株的類(lèi)胡蘿卜素產(chǎn)量產(chǎn)量得到提高；

本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種生產(chǎn)類(lèi)胡蘿卜素的方法，使得所述方法的類(lèi)胡蘿卜素產(chǎn)量得到提高。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

YEL013W基因和/或YER042W基因在提高酵母菌株類(lèi)胡蘿卜素產(chǎn)量或改造生產(chǎn)類(lèi)胡蘿卜素的酵母菌株中的應(yīng)用。

YEL013W基因和YER042W基因是所有酵母基因組中的兩段基因，其中YEL013W(Vac8p)是磷酸化和棕櫚酰化的液泡膜蛋白，之前的研究表明YEL013W缺失細(xì)胞的液泡呈多角形，甚至碎裂成小囊泡，胞質(zhì)至液泡運(yùn)輸途徑受到嚴(yán)重?fù)p害。YEL013W的缺失被證明會(huì)影響酵母中自噬途徑的調(diào)節(jié)。

YER042W(Mxr1p)是一種甲硫氨酸-S-亞砜還原酶，其參與了對(duì)氧化應(yīng)激的反應(yīng)，并將DMSO還原成DMS，其反應(yīng)過(guò)程依賴(lài)NADH。在現(xiàn)有的研究中，這些基因都沒(méi)有直接參與MVA途徑，與合成類(lèi)胡蘿卜素?zé)o直接關(guān)系。

本發(fā)明意外發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)具備進(jìn)行YEL013W基因和/或YER042W基因的敲除，能夠顯著的提高該菌株的類(lèi)胡蘿卜素產(chǎn)量。具體地，

因此，本發(fā)明提出了上述應(yīng)用。

其中，所述酵母菌株選擇為具備生產(chǎn)類(lèi)胡蘿卜素能力的釀酒酵母；對(duì)于本身不具備生產(chǎn)類(lèi)胡蘿卜素能力的釀酒酵母，可根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)改造方法，將外源crtE，crtI和crtYB三個(gè)基因整合到該釀酒酵母中，構(gòu)建了異源類(lèi)胡蘿卜素合成途徑，使之具備生產(chǎn)類(lèi)胡蘿卜素能力。

在本發(fā)明具體實(shí)施方式中，所述釀酒酵母采用合成型synIII染色體釀酒酵母或合成型synV染色體釀酒酵母，通過(guò)構(gòu)建異源類(lèi)胡蘿卜素合成途徑，使兩者具備生產(chǎn)類(lèi)胡蘿卜素能力。

在本發(fā)明中，所述類(lèi)胡蘿卜素優(yōu)選為番茄紅素和β-胡蘿卜素兩種或β-胡蘿卜素一種。