Adaptive evolution and metabolic engineering of a cellobiose- and xylose- negative Corynebacterium glutamicum that co-utilizes cellobiose and xylose
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: An efficient microbial cell factory requires a microorganism that can utilize a broad range of substrates to economically produce value-added chemicals and fuels. The industrially important bacterium Corynebacterium glutamicum has been studied to broaden substrate utilizations for lignocellulose-derived sugars. However, C. glutamicum ATCC 13032 is incapable of PTS-dependent utilization of cellobiose because it has missing genes annotated to β-glucosidases (bG) and cellobiose-specific PTS permease. RESULTS: We have engineered and evolved a cellobiose-negative and xylose-negative C. glutamicum that utilizes cellobiose as sole carbon and co-ferments cellobiose and xylose. NGS-genomic and DNA microarray-transcriptomic analysis revealed the multiple genetic mutations for the evolved cellobiose-utilizing strains. As a result, a consortium of mutated transporters and metabolic and auxiliary proteins was responsible for the efficient cellobiose uptake. Evolved and engineered strains expressing an intracellular bG showed a better rate of growth rate on cellobiose as sole carbon source than did other bG-secreting or bG-displaying C. glutamicum strains under aerobic culture. Our strain was also capable of co-fermenting cellobiose and xylose without a biphasic growth, although additional pentose transporter expression did not enhance the xylose uptake rate. We subsequently assessed the strains for simultaneous saccharification and fermentation of cellulosic substrates derived from Canadian Ponderosa Pine. CONCLUSIONS: The combinatorial strategies of metabolic engineering and adaptive evolution enabled to construct C. glutamicum strains that were able to co-ferment cellobiose and xylose. This work could be useful in development of recombinant C. glutamicum strains for efficient lignocellulosic-biomass conversion to produce value-added chemicals and fuels.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».