Clonación del gen crtI, procedente de Rhodotorula mucilaginosa EA-BIO010 en cepas de Escherichia coli TOP10, mediante técnicas de ingeniería genética
Fecha
2023
Autores
Ospina Mejía, Manuel
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
Reactive oxygen species are unstable molecules that contain oxygen and react easily with other molecules in the cell where they cause damage to lipid molecules, proteins and DNA. To combat them, antioxidants such as beta-carotene have been identified, produced by organisms such as Blakeslea trispora, Dunalliela salina, Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, among others. However, beta-carotene is produced in low amounts compared to other antioxidants by yeast strains such as R. mucilaginosa. It should be noted that many of the methodologies used today for the extraction of antioxidants from plants or microorganisms are inefficient, expensive and environmentally unsustainable. Yeasts of the genus Rhodotorula then become promising candidates for beta-carotene production, since it has been shown that their beta-carotene producing cluster can be expressed heterologously in other organisms to optimize its production. Therefore, this project aimed to establish the first stage of the methodology for the heterologous production of the biosynthetic cluster of Rhodotorula mucilaginosa EA-BIO010 in E. coli TOP10 strains, starting with the cloning of the crtl gene. This new recombinant micro-organism could be used in the future for the sustainable and efficient production of beta-carotenes and contribute to the creation of biological processes for the production of antioxidants for industrial use.
Descripción
Las especies reactivas de oxígeno son moléculas inestables que contienen oxígeno y reaccionan fácilmente con otras moléculas de la célula donde generan daños sobre las moléculas lipídicas, las proteínas y el ADN. Para combatirlos, se han identificado antioxidantes como el betacaroteno, producido por organismos como Blakeslea trispora, Dunalliela salina, Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, entre otros. No obstante, el betacaroteno es producido en bajas cantidades en comparación con otros antioxidantes por cepas de levaduras como R. mucilaginosa. Cabe agregar que muchas de las metodologías empleadas hoy en día para la extracción de antioxidantes de plantas o microorganismos son ineficientes, costosas y no son sostenibles medioambientalmente. Las levaduras del género Rhodotorula se convierten entonces en candidatas promisorias para producir betacaroteno, ya que se ha demostrado que su clúster productor de betacaroteno puede ser expresado de forma heteróloga en otros organismos para optimizar su producción. Por lo anterior, este proyecto pretendió establecer la primera etapa de la metodología para la producción heteróloga del clúster biosintético de Rhodotorula mucilaginosa EA-BIO010 en cepas de E. coli TOP10, comenzando con la clonación del gen crtl. Este nuevo microorganismo recombinante podrá emplearse en un futuro para la producción de sostenible y eficiente de betacarotenos y aportar a la creación de procesos biológicos de producción de antioxidantes para uso industrial.