2019 Donzella MICF
Engineering cytoplasmic acetyl-CoA synthesis decouples lipid production from nitrogen starvation in the oleaginous yeast Rhodosporidium azoricum
Donzella S., Cucchetti D., Capusoni C., Rizzi A., Galafassi S., Gambaro C., Compagno C.
I lieviti oleaginosi sono in grado di accumulare livelli molto elevati di lipidi, specialmente in condizioni di eccesso di Carbonio e limitazione di Azoto (terreno con elevato rapporto C/N). Ciò rende necessario dividere il processo in due fasi al fine di raggiungere un livello elevato di biomassa e lipidi. Per semplificare il processo può essere quindi utile il disaccoppiamento della sintesi lipidica dalla carenza di Azoto, introducendo una via di formazione dell’Acetil-CoA citosolico alternativa a quella catalizzata dall’enzima ATP-citrato liasi. In questo lavoro abbiamo introdotto nel lievito Rhodosporidium azoricum una via metabolica alternativa, overesprimendo il gene omologo codificante per l’enzima Fosfochetolasi (Xfpk) e il gene eterologo (da B. subtilis) codificante per l’enzima Fosfotransacetilasi (Pta). Nel processo condotto in bioreattore, utilizzando una miscela di glucosio/xilosio per simulare un processo industriale di produzione lipidica a partire da scarti di materiali lignocellulosici, abbiamo ottenuto un aumento della concentrazione lipidica finale dell'89% da parte del ceppo modificato geneticamente rispetto al ceppo non modificato. I risultati ottenuti mostrano quindi che creando una nuova disponibilità di Acetil-CoA citosolico è possibile rendere la produzione lipidica meno dipendente dalla carenza di Azoto. Questo intervento di ingegneria metabolica ha consentito di migliorare la produzione lipidica in condizioni culturali che possono essere adatte allo sviluppo di bioprocessi industriali utilizzando idrolizzati lignocellulosici.
