Transcriptomics identify the triggering of citrate export as the key event caused by manganese deficiency in <i>Aspergillus niger</i>
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT For over a century, the filamentous Ascomycete fungus Aspergillus niger has played a pivotal role in the industrial production of citric acid. A critical fermentation parameter that sustains high-yield citric acid accumulation is the suboptimal concentration of manganese(II) ions in the culture broth at the early stages of the process. However, the requirement for this deficiency has not been investigated on a functional genomics level. In this study, we compared the transcriptome of the citric acid hyper-producer A. niger NRRL2270 strain grown under citric acid-producing conditions in 6-L scale bioreactors at Mn 2+ ion-deficient (5 ppb) and Mn 2+ ion-sufficient (100 ppb) conditions at three early time points of cultivation. Of the 11,846 genes in the genome, 963 genes (8.1% of the total) were identified as significantly differentially expressed under these conditions. Disproportionately high number of differentially regulated genes encode predicted extracellular and membrane proteins. The most abundant gene group that was upregulated in Mn 2+ ion deficiency condition encodes enzymes acting on polysaccharides. In contrast, six clusters of genes encoding secondary metabolites showed downregulation under manganese deficiency. Mn 2+ deficiency also triggers upregulation of the cexA gene, which encodes the citrate exporter. We provide functional evidence that the upregulation of cexA is caused by the intracellular accumulation of citrate or acetyl-CoA and is a major factor in triggering citrate overflow. IMPORTANCE Citric acid is produced on industrial scale by batch fermentation of the filamentous fungus Aspergillus niger . High-yield citric acid production requires a low (<5 ppb) manganese(II) ion concentration in the culture broth. However, the requirement for this deficiency has not been investigated on a functional genomics level. Here, we compared the transcriptome of a citric acid hyper-producer A. niger strain grown under citric acid-producing conditions in 6-L scale bioreactors at Mn 2+ ion-deficient (5 ppb) and Mn 2+ ion-sufficient (100 ppb) conditions at three early time points of cultivation. We observed that Mn 2+ deficiency triggers an upregulation of the citrate exporter gene cexA and provides functional evidence that this event is responsible for citrate overflow. In addition to the industrial relevance, this is the first study that examined the role of Mn 2+ ion deficiency in a heterotrophic eukaryotic cell on a genome-wide scale.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 tête enseignante, 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 ».