< Terug naar vorige pagina

Project

Een studie van verschillende co-lokalisatiestrategieën voor de productie van flavonoïden in Saccharomyces cerevisiae

Sinds het begin van de industriële revolutie heeft de mensheid een enorme en exponentiële groei meegemaakt op wetenschappelijk vlak. De afhankelijkheid van de processen ontwikkeld tijdens deze vooruitgang van fossiele brandstoffen leidt echter tot vervuiling, problemen met het milieu en, meest belangrijk, klimaatverandering. Vanwege deze negatieve effecten is er een sterk groeiende interesse voor de ontwikkeling van groene, industrieel relevante productieprocessen die gebaseerd zijn op hernieuwbare grondstoffen. De industriële, of witte, biotechnologie speelt hierin een belangrijke rol door gebruik te maken van micro-organismen en hun enzymen voor de hernieuwbare productie van industrieel relevante producten. Bovendien laat de evolutie van metabolic engineering, synthetische biologie en systeem engineering toe het gebruik van deze micro-organismen uit te breiden naar metabolieten en pathways die van nature niet voorkomen in deze organismen. Hierdoor is het nu mogelijk een grote variëteit aan verschillende interessante moleculen te bekomen. Een vaak gebruikte gastheer voor dergelijke processen is het eukaryote micro-organisme Saccharomyces cerevisiae. Desondanks zijn veelvuldig gebruik, blijven er echter nog veel uitdagingen bestaan om deze gastheer om te vormen in zogenaamde microbiële celfabrieken die relevant zijn op een industriële schaal. De omvorming van hernieuwbare grondstoffen tot het gewenste product door de overexpressie van heterologe pathways leidt immers vaak tot metabole last en suboptimale producties. Bovendien kan een onbalans in de pathway leiden tot de accumulatie van (toxische) intermediairen en het verlies van intermediairen aan concurrerende pathways waardoor de efficiëntie van het proces daalt. Hiernaast kan de wisselwerking of crosstalk tussen de heterologe pathway en andere cellulaire processen ook leiden tot ongewenste reacties. In de natuur kan men twee verschillende strategieën onderscheiden om deze wisselwerking te limiteren: de vorming van een enzymcomplex of metabolon en het gebruik van subcellulaire structuren of organellen in eukaryoten. Deze laatste bieden het voordeel van een fysieke scheiding en maken het mogelijk toxische intermediairen af te schermen van belangrijke cellulaire reacties. Zowel bij de vorming van een enzymcomplex als bij het gebruik van een organel zijn de enzymen geco-lokaliseerd in een kleiner volume van de cel, wat leidt tot hogere enzym- en metabolietconcentraties en bijgevolg hogere reactiesnelheden. Deze doctoraatstudie focuste zich daarom op het onderzoeken van verschillende co-lokalisatiestrategieën om de crosstalk te minimaliseren en de ophoping van (toxische) intermediairen te vermijden. Dit werd gedaan door te focussen op de flavonoïde pathway als casus.

Datum:1 jan 2017 →  5 feb 2019
Trefwoorden:Saccharomyces cerevisiae, flavonoïden, co-lokalisatie
Disciplines:Bioverwerking, bioproductie en bioproducten