Отправить статью по E-mail 
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В РАЗВИТИИ ПРОМЫШЛЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИИ
- Авторы: Яненко А.С1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Курчатовский геномный центр
- Выпуск: Том 61, № 11 (2025)
- Страницы: 208–216
- Раздел: МИКРОБИОЛОГИЯ
- URL: https://journals.rcsi.science/0016-6758/article/view/361199
- DOI: https://doi.org/10.7868/S3034510325110212
- ID: 361199
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Современные штаммы микроорганизмов, применяемые в промышленной микробиологии, являются результатом сложнейших генетических манипуляций. Такие штаммы несут десятки различных мутаций, изменяющих стратегию жизни клетки и обеспечивающих сверхпродукцию отдельного целевого метаболита. Решающий вклад в конструирование штаммов вносят методы индуцированной изменчивости (мутагенез, генная инженерия, методы редактирования), а в последние годы – методы синтетической биологии (синтез генов de novo). При этом именно методы геномного редактирования (системы бактериофаг-специфической рекомбинации, гомологичной рекомбинации и CRISP-Cas) отвечают современным требованиям по биобезопасности, а главное – являются наиболее мощным инструментом создания промышленных штаммов-продуцентов, обеспечивающих экономически обоснованное производство продуктов с высоким рыночным потенциалом. В настоящей статье рассматриваются особенности разных систем редактирования для промышленно значимых видов микроорганизмов (коринебактерии, бациллы, энтеробактерии, дрожжи) и рассмотрены примеры создания в НИЦ «Куриатовский институт» штаммов-продуцентов (аминокислоты, каротиноиды и акриловые мономеры) с использованием потенциала природного разнообразия и геномного редактирования, коммерциализация которых обеспечит ускоренное развитие промышленной микробиологии в стране.
Об авторах
А. С Яненко
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Курчатовский геномный центр
Email: Yanenko_AS@nrcki.ru
Москва, Россия
Список литературы
- Hirasawa T., Maeda T. Adaptive laboratory evolution of microorganisms: Methodology and application for bioproduction // Microorganisms. 2022. V. 11. № 1. P. 92. https://doi.org/10.3390/microorganisms11010092
- Zhu Y. Advances in CRISPR/Cas9 // BioMed Res. Int. 2022. V. 23. https://doi.org/10.1155/2022/9978571
- Iram A., Dong Y., Ignea C. Synthetic biology advances towards a bio-based society in the era of artificial intelligence // Curr. Opin. Biotechnol. 2024. V. 87. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2024.103143
- Bubnov D.M., Yuzbashev T.V., Khozov A.A. et al. Robust counterselection and advanced λRed recombineering enable markerless chromosomal integration of large heterologous constructs // Nucl. Acids Res. 2022. V. 50. № 15. P. 8947–8960. https://doi.org/10.1093/nar/gkac649
- Yuzbashev T.V., Yuzbasheva E.Y., Melkina O.E. et al. A DNA assembly toolkit to unlock the CRISPR/Cas9 potential for metabolic engineering // Comm. Biol. 2023. V. 6. № 858. https://doi.org/10.1038/s42003-023-05202-5
- Shemyakina A.O., Grechishnikova E.G., Novikov A.D. et al. A set of active promoters with different activity profiles for superexpressing Rhodococcus strain // ACS Synth. Biol. 2021. V. 10. № 3. P. 515–530. https://doi.org/10.1021/acssynbio.0c00508
- Рябченко Л.Е., Шустикова Т.Е., Шереметьева М.Е. и др. Патент РФ RU 2 639 247 L-лизин-продуцирующая коринеформация бактерия с инактивированным геном ltbr и способ получения L-лизина с использованием этой бактерии.
- Debabov V.G. The threonine story // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. 2003. V. 79. P. 113–136. https://doi.org/10.1007/3-540-45989-8_4
- Khozov A.A., Bubnov D.M., Plisov E.D. et al. A study on L-threonine and L-serine uptake in Escherichia coli K-12 // Front. Microbiol. 2023. V. 14. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1151716
- Morbach S., Junger C., Sahm H., Eggeling L. Attenuation control of ilvBNC in Corynebacterium glutamicum: Evidence of leader peptide formation without the presence of a ribosome binding site // J. Biosci. Bioeng. 2000. V. 90. P. 501–507. https://doi.org/10.1016/s1389-1723(01)80030-x
- Ryabchenko L., Titov I., Leonova T. et al. Mutational analysis supports three-hairpin model of attenuator for transcription regulation of ilvBNCoperon in Corynebacterium glutamicum // Microorganisms. 2025. V. 13. № 291. P. 2–16. https://doi.org/10.3390/microorganisms13020291
- Yuzbasheva E.Y., Taratynova M.O., Fedyaeva I.M. et al. Large-scale bioproduction of natural astaxanthin in Yarrowia lipolytica // Biores. Technol. Rep. 2023. V. 21. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2022.101289
- Дебабов В.Г., Яненко А.С. Биокаталитический гидролиз нитрилов // Обзорный журнал по химии. 2011. Т. 1. № 4. С. 376–394.
- Лавров К.В., Ларикова Г.А., Яненко А.С. Новый биокаталитический процесс – синтез N-замещенных акриламидов // Биотехнология. 2012. № 4. С. 26–30.
- Grechishnikova E.G., Shemyakina A.O., Novikov A.D. et al. Rhodococcus: sequences of genetic parts, analysis of their functionality, and development prospects as a molecular biology platform // Crit. Rev. Biotechnol. 2022. V. 43. № 6. P. 835–850. https://doi.org/10.1080/07388551.2022.2091976
- Lavrov K.V., Shemyakina A.O., Grechishnikova E.G. et al. A new concept of biocatalytic synthesis of acrylic monomers for obtaining water-soluble acrylic heteropolymers // Metab. Eng. Commun. 2024. V. 18. https://doi.org/10.1016/j.mec.2023.e00231
Дополнительные файлы
