需要订阅 JoVE 才能查看此. 登录或开始免费试用。
Method Article
We herein report methods on the molecular genetic manipulation of the Yarrowia lipolytica Po1g strain for improved gene deletion efficiency. The resulting engineered Y. lipolytica strains have potential applications in biofuel and biochemical production.
解脂耶氏是一种非致病的,二相性和严格的有氧酵母物种。由于其独特的生理功能和代谢特征,这非常规酵母不仅对真菌分化的基本性质的研究的良好模型,但也用于生化生产和各种生物技术应用,其需要大量的基因操作一个有希望的微生物的平台。不过,Y的遗传操作解脂一直有限由于缺少一种有效的和稳定的遗传转化系统以及可主要归因于KU70基因的非同源重组率很高。在这里,我们报告一个简单而快速的协议为高效遗传转化并为Y.基因缺失解脂 Po1g。首先,外源DNA的高效转化为Y.协议解脂 Po1g成立。山高次,以达到增强的双交换同源重组速率为靶基因的进一步缺失,所述KU70基因通过转化中断箱运送1kb的同源臂删除。第三,以展示KU70基因的缺失后增强的基因缺失的效率,我们单独删除11编码上使用KU70淘汰赛平台菌株的相同程序乙醇脱氢酶和醇氧化酶的靶基因。据观察,精确的同源重组的速率从低于0.5%大幅增加为删除 在Po1g的KU70基因到33%-71%,为单基因缺失Po1g KU70Δ11靶基因。复制型质粒携带潮霉素B抗性标记和酶Cre / loxP系统构建,并最终被Cre重组酶表达去除酵母基因敲除菌株的选择标记基因便于多轮圆盾的特德遗传操作。所得单基因缺失突变体具有在生物燃料和生化生产的应用潜力。
不像酿酒酵母 , 解脂耶氏,一个非常规酵母,可以响应于环境条件1,2-变化在酵母或菌丝的形式生长。因此,这种二形酵母可用作真菌分化,形态发生和分类3,4,5的研究的良好模型。它通常被认为是安全的(GRAS)的酵母物种,它被广泛用于生产各种食品添加剂如有机酸,多元醇,芳香化合物,乳化剂和表面活性剂6,7,8,9这样。它是专性需氧菌和能够以高含量自然积累脂质的公知的含油酵母, 即高达细胞干重10的70%。它也可以利用碳源的广泛增长,其中包括浪费资源的养分11,12,13不同种类的残留物。所有这些独特的功能使Y.为解脂非常有吸引力各种生物技术应用。
虽然Y的全基因组序列解脂已发表14,15,这种非常规酵母的基因操作比其它酵母种更加复杂。第一,该酵母物种的转化是有效的要少得多,由于不存在稳定高效的遗传转化系统16,17的。第二,线性表达盒的费力的基因组整合通常用于感兴趣基因的表达,因为没有天然游离质粒系统已经在该酵母18被发现。第三,代遗传敲奏和敲造访受到限制,因为该基因通过准确同源重组在该酵母靶向效率是低的,并通过非同源末端连接(NHEJ)19最积分事件发生。
在这项研究中,我们报道了Y.优化改造协议解脂 Po1g应变,这是很容易,快速,高效和可重复的。以提高精确同源重组的频率,我们删除KU70基因,其编码在NHEJ途径的关键酶。通过使用优化的改造方案和改造含有侧翼的1 kb的同源地区,Y的KU70基因的敲除线性磁带解脂 Po1g被成功删除。这种基因缺失的方法的稳健性然后通过在Po1g KU70Δ应变靶向乙醇脱氢酶和醇氧化酶基因的证明。据观察,在KU70缺失菌株表现出同源重组介导的基因的一个相当高的效率比野生型Po1g应变的定位。此外,携带潮霉素B抗性标记的复制的Cre表达质粒构建以执行标记救援。标记救援促进多轮基因在针对第Ë获得的基因缺失突变体。除了 基因缺失,我们对这里描述的遗传转化和基因缺失协议可应用到插入基因的具体位点,并引入位点特异性突变引入Y.解脂基因组。
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1.新一代的Y的解脂 KU70删除应变
2.标记救援
3.乙醇脱氢酶和醇氧化酶基因的缺失
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
线性Y.解脂表达载体插入到PBR对接平台在Y的基因组解脂 Po1g应变通过执行一个交叉重组27。通过使用本研究建立的快速化学转化过程中,线性Y.解脂表达载体在> 100个/微克DNA的转化效率被成功转化到野生型Po1g菌株。由1kb的同源序列侧接敲除盒转化到Po1g菌株和KU70基因被成功删除( 图1)。这里,正向引物#56退火到位?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
我们对这项研究的目的是来实现快速,高效的新一代靶向基因敲除在Y.解脂 Po1g应变。有好几个因素需要加以解决,以实现这一目标。首先,需要一个高转化效率。因此,高效,便捷的化学转化协议为Y.解脂 Po1g菌株在本研究中所描述。使用的PEG-4000的是该菌株的成功转化的关键因素。用PEG-3350时(为酿酒酵母的转化)代替PEG-4000质粒转化获得没有转化体。此外,需要使用?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
The authors have nothing to disclose.
我们非常感谢来自新加坡(ETRP 1201102)的国家环境局的资金支持,新加坡国立研究基金会(NRF-CRP5-2009-03),该机构对新加坡科学技术研究的竞争研究计划( 1324004108),全球R&D项目计划,知识经济部,韩国(N0000677),国防威胁降低局(DTRA,HDTRA1-13-1-0037)和合成生物学新加坡国立大学倡议( DPRT / 943/09/14)。
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reagent/Material | |||
Oligonucleotide primers | Integrated DNA Technologies | 25 nmole DNA oligos | |
Y. lipolytica strain Po1g | Yeastern Biotech | leucine auxotrophic derivative of the wild-type strain W29 (ATCC 20460) | |
Vector pYLEX1 | Yeastern Biotech | FYY203-5MG | Y. lipolytica expression vector |
E. coli TOP10 | Invitrogen | For cloning and propagation of plasmids | |
pGEM-T vector | Promega | A3600 | TA cloning vector |
QIAprep Spin Miniprep Kit | Qiagen | 27106 | For plasmid isolation |
Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System | Promega | A9282 | Extract DNA fragments from agarose gels and purify PCR products from an amplification reaction |
The iProof high-fidelity DNA polymerase | Bio-Rad | 172-5302 | High-fidelity DNA polymerase |
BamHI | New England Biolabs | R0136S | Restriction enzyme |
BglII | New England Biolabs | R0144L | Restriction enzyme |
KpnI | New England Biolabs | R0142S | Restriction enzyme |
NdeI | New England Biolabs | R0111S | Restriction enzyme |
NotI | New England Biolabs | R0189L | Restriction enzyme |
PmlI | New England Biolabs | R0532S | Restriction enzyme |
PstI | New England Biolabs | R0140S | Restriction enzyme |
SacII | New England Biolabs | R0157S | Restriction enzyme |
SalI | New England Biolabs | R0138S | Restriction enzyme |
XhoI | New England Biolabs | R0146L | Restriction enzyme |
T4 DNA ligase | New England Biolabs | M0202L | |
Taq DNA polymerase | Bio-Rad | M0267L | |
Ampicillin | Gibco-Life Technologies | 11593-027 | Antibiotics |
Hygromycin B | PAA | P21-014 | Antibiotics |
GeneRuler 1 kb DNA ladder | Thermo Scientific | SM0312 | 1 kb DNA ladder |
PEG4000 | Sigma | 95904-F | |
Tris | Promega | H5135 | |
EDTA | Bio-Rad | 161-0729 | |
Salmon Sperm DNA | Invitrogen | 15-632-011 | |
Lithium Acetate | Sigma | ||
Acetic acid | Sigma | ||
Glass beads (425-600 µm) | Sigma | G8772 | |
RNAse A | Thermo Scientific | EN0531 | |
DNA Loading Dye | Thermo Scientific | R0611 | |
Bacto Yeast Extract | BD | 212750 | |
Bacto Peptone | BD | 211677 | |
D-Glucose | 1st Base | BIO-1101 | |
YNB without amino acids | Sigma | Y0626 | |
DO Supplement-Leu | Clontech | 630414 | |
Glycerol | Sigma | G5516 | |
Difco LB Broth | BD | 244620 | |
Difco LB Agar | BD | 244520 | |
Bacto Agar | BD | 214010 | |
Equipment | |||
PCR machine | Biorad | T100 Thermal Cycler | |
Water bath | Memmert | WNB 14 | |
Stationary/Shaking Incubator | Yihder | LM-570RD | |
Thermo-shaker | Allsheng | MS-100 | |
Micro centrifuge | Eppendorf | 5424R | |
Centrifuge | Eppendorf | 5810R | |
Spectrophotometer | Eppendorf | BioPhotometer plus | |
Gel imager | GE | Amersham Imager 600 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
请求许可使用此 JoVE 文章的文本或图形
请求许可This article has been published
Video Coming Soon
版权所属 © 2025 MyJoVE 公司版权所有,本公司不涉及任何医疗业务和医疗服务。