Optimising PHBV biopolymer production in haloarchaea via CRISPRi-mediated redirection of carbon flux
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Le résumé fourni par la source
The haloarchaeon Haloferax mediterranei is a potential strain for poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) production, yet the production yield and cost are the major obstacles hindering the use of this archaeal strain. Leveraging the endogenous type I-B CRISPR-Cas system in H. mediterranei, we develop a CRISPR-based interference (CRISPRi) approach that allows to regulate the metabolic pathways related to PHBV synthesis, thereby enhancing PHBV production. Our CRISPRi approach can downregulate the gene expression in a range of 25% to 98% depending upon the target region. Importantly, plasmid-mediated CRISPRi downregulation on the citrate synthase genes (citZ and gltA) improves the PHBV accumulation by 76.4% (from 1.78 to 3.14 g/L). When crRNA cassette integrated into chromosome, this further shortens the PHBV fermentation period and enhances PHA productivity by 165%. Our transcriptome analysis shows that repression of citrate synthase genes redirects metabolic flux from the central metabolic pathways to PHBV synthesis pathway. These findings demonstrate that the CRISPRi-based gene regulation is a transformative toolkit for fine-tuning the endogenous metabolic pathways in the archaeal system, which can be applied to not only the biopolymer production but also many other applications.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Optimising PHBV biopolymer production in haloarchaea via CRISPRi-mediated redirection of carbon flux
- Date Crossref
- 25/08/2021
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Microbiology Institute of Shaanxi pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute of Microbiology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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College of Life Science pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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State Key Laboratory of Microbial Resources pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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International College pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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