Abstract
At present, the instability of recombinant bacterial production hosts remains a major issue in plasmid-facilitated large-scale industrial fermentations, such as amino acid production. Heterogeneous starter populations, together with the onset of production escape mechanisms in evolving populations, are significant contributors to this phenomenon. Here, we present a combined omics-approach that led to the elucidation of the underlying mechanisms that constrain microbial L-cysteine production in Escherichia coli. These findings give rise to novel strain engineering approaches.
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Literatur
Rugbjerg P, Myling-Petersen N, Porse A et al. (2018) Diverse genetic error modes constrain large-scale bio-based production. Nature Commun 9: 787
Hollinshead WD, Rodriguez S, Martin HG et al. (2016) Examining Escherichia coli glycolytic pathways, catabolite repression, and metabolite channeling using Δpfk mutants. Biotechnol Biofuels 9: 212
Koffas MAG, Jung GY, Stephanopoulos G (2003) Engineering metabolism and product formation in Corynebacterium glutamicum by coordinated gene over-expression. Metab Eng 5: 32–46
Rattray AJ, Strathern JN (2003) Error-prone DNA polymerases: When making a mistake is the only way to get ahead. Annu Rev Genet 37: 31–66
Heieck K, Arnold ND, Brück TB (2023) Metabolic stress constrains microbial L-cysteine production in Escherichia coli by accelerating transposition through mobile genetic elements. Microb Cell Fact 22: 10
Heieck K, Brück, T (2023) Localization of insertion sequences in plasmids for L-cysteine production in E. coli. Genes 14: 1317
Umenhoffer K, Feher T, Baliko G et al. (2010) Reduced evolvability of Escherichia coli MDS42, an IS-less cellular chassis for molecular and synthetic biology applications. Microb Cell Fact 9: 38
Li H, Durbin R (2009) Fast and accurate short read alignment with Burrows–Wheeler transform. Bioinformatics 25: 1754–1760
Cerbin S, Jiang N (2018) Duplication of host genes by transposable elements. Curr Opin Genet Dev 49: 63–69
Siguier P, Perochon J, Lestrade L et al. (2006) ISfinder: the reference centre for bacterial insertion sequences. Nucleic Acids Res 34: 32–36
Ecovoiu A, Ghionoiu IC, Ciuca AM et al. (2016) Genome ARTIST: a robust, high-accuracy aligner tool for map** transposon insertions and self-insertions. Mob DNA 7: 3
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Danksagung
Wir bedanken uns bei allen Kollegen und Kolleginnen des Lehrstuhls, die an dem Forschungsprojekt beteiligt waren oder an der Erstellung dieses Artikels mitgewirkt haben. Ein besonderer Dank gilt hier Prof. Dr. Thomas Brück, Dr. Kevin Heieck und Dr. Marion Ringel.
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Walker, E., Heieck, K. & Brück, T. Kleine Ursache, große Wirkung – den springenden DNA-Sequenzen auf der Spur. Biospektrum 30, 117–119 (2024). https://doi.org/10.1007/s12268-024-2092-2
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