In vivo gerichte evolutie van ribulose-1,5-bisfosfaatcarboxylase / oxygenase in Saccharomyces cerevisiae Een orthogonaal DNA-replicatiesysteem gebruiken

Om een efficiënt proces voor zonne-energie te creëren dat zonne-energie combineert met biologie, moeten participerende enzymen in de cellen een voldoende hoge turnover hebben om de input van zonne-energie te evenaren. Een substantiële doorbraak in dit verband zou zijn om een verbeterd RuBisCO enzym te ontwikkelen, dat CO2 uit de atmosfeer vastlegt, met een verhoogde omzetsnelheid en selectiviteit. In de natuur heeft RuBisCO langzame omloopsnelheden (1-5 s-1) en slechte selectiviteit voor CO2. Tot op heden werd de gerichte evolutie van RuBisCO gehinderd door traditionele laboratoriumevolutie-technieken met prokaryotische gastheren en die leverden slechts marginale verbeteringen in enzymactiviteit. Om evolutionaire traagheid en gastheer-inefficiënties te overwinnen, stel ik de in vivo gerichte evolutie van RuBisCO in eukaryotisch S. cerevisiae voor. Dit werk zal in drie delen worden verdeeld: 1.) Ontwerp van een organisme dat afhankelijk is van RuBisCO-activiteit door specifieke gentoevoegingen en deleties 2.) Ontwikkel  een continu gericht evolutie-experiment om de CO2-fixatie, betrouwbaarheid en katalytische snelheid te verhogen door selectieve druk; en 3.) Isoleer, propageer en test de resulterende mutanten en test praktische toepassingen. De resultaten van dit werk zullen dienen om de opbrengsten aan bio-ethanol drastisch te verhogen door heropname van CO2 en om de doelstelling van de Europese Commissie om tegen 2030 25% biobrandstoffen in de transportsector te gebruiken, te bereiken.