Tri-Functional CRISPR Screen Reveals Overexpression of <i>QDR2</i> and <i>QDR3</i> Transporters Increase Fumaric Acid Production in <i>Kluyveromyces marxianus</i>
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Organic acids such as fumaric acid are widely used in the food and beverage industry as acidulants and preservatives, while also serving as versatile precursors for industrially relevant compounds. Fumaric acid is still predominantly produced through petroleum-derived processes. To enhance production efficiency and diversify supply, we are engineering Kluyveromyces marxianus as a biosynthetic platform from renewable feedstocks. In previous work, we have established K. marxianus Y-1190 as a host for lactose valorization based on its high growth rate on lactose and its tolerance for acid conditions. Here, we establish a trifunctional genome-wide library for K. marxianus using CRISPR activation, interference, and deletion to allow identification of gene expression perturbations that enhance tolerance to fumaric acid. We determined that deletion of ATP7 , encoding a subunit of the mitochondrial F 1 F 0 ATP synthase, and overexpression of QDR2 and QDR3 , two previously uncharacterized members of the 12-spanner H⁺ antiporter (DHA1) family in K. marxianus, can enhance fumaric acid tolerance. We also found that integrated overexpression of both QDR2 and QDR3 in a Δ FUM1 background strain improved titers of fumaric acid production from 0.26 g L −1 to 2.16 g L −1 . Together, these results highlight roles for membrane transport and mitochondrial function in enabling fumaric acid tolerance and production in K. marxianus . HIGHLIGHTS - Trifunctional CRISPR-AID enables gene activation, interference & deletion in K. marxianus . - Genome-wide CRISPR-AID screen identifies guides conferring fumaric acid tolerance. - verexpressing of QDR2 and QDR3 increases fumaric acid tolerance and production. - Deletion of mitochondrial gene ATP7 significantly improves fumaric acid tolerance. - Fermentation of QDR2 and QDR3 overexpression strain yields 2.16 g L⁻¹ fumaric acid.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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 | 0,001 | 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 ».