Advancing chloroplast synthetic biology through high-throughput plastome engineering of Chlamydomonas reinhardtii
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Le résumé fourni par la source
Abstract Chloroplast synthetic biology holds promise for developing improved crops through improving the function of plastids. However, chloroplast engineering efforts face limitations due to the scarcity of genetic tools and the low throughput of plant-based systems. To address these challenges, we here established Chlamydomonas reinhardtii as a prototyping chassis for chloroplast synthetic biology. We developed an automation workflow that enables the generation, handling, and analysis of thousands of transplastomic strains in parallel, expanded the repertoire of selection markers for chloroplast transformation, established new reporter genes, and characterized over 140 regulatory parts, including native and synthetic promoters, UTRs, and intercistronic expression elements. We integrated the system within the Phytobrick cloning standard and demonstrate several applications, including a library-based approach to develop synthetic promoter designs in plastids. Finally, we provide a proof-of-concept for prototyping novel traits in plastids by introducing a chloroplast-based synthetic photorespiration pathway and demonstrating a twofold increase in biomass production. Overall, our study advances chloroplast engineering, and provides a promising platform to rapidly prototype chloroplast manipulations before their transfer into higher plants and crops.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.
- Titre Crossref
- Advancing chloroplast synthetic biology through high-throughput plastome engineering of <i>Chlamydomonas reinhardtii</i>
- Date Crossref
- 10/05/2024
- Éditeur
- openRxiv
- Type
- posted-content
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Où se fait cette recherche
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Loewe Center for Synthetic Microbiology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology Department of Biochemistry & Synthetic Metabolism pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Novel (United States) pays non établi dans la noticeEntreprise
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University of York Department of Biology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Kaiserslautern pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Philipps University of Marburg Department of Biology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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SYNMIKRO Center of Synthetic Microbiology pays non établi dans la noticeInstitution
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Group Genetics of Eukaryotes pays non établi dans la noticeInstitution
Loewe Center for Synthetic Microbiology, Department of Biochemistry & Synthetic Metabolism — Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology et Novel (United States), avec 5 autres affiliations.
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