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研究人员遗传设计了益生菌酵母，在实验室小鼠的肠道中产生β-胡萝卜素。该提前证明了研究人员已经详细介绍了如何使用遗传工程工具的套件来改变酵母的效用。
北卡罗莱纳州立大学化学和生物分子工程的助理教授、该研究的通讯作者内森·克鲁克(Nathan Crook)说:“对益生菌进行工程设计，使它们在需要的地方产生所需的分子是有明显优势的。”“你不仅仅是在传递药物或营养;你们是在现场有效地生产药物或营养素。”
这项研究集中在一种名为糖酵母Boulardii．它被认为是益生菌，因为它可以在肠道中存活和茁壮成长，而大多数其他酵母种类要么不能忍受热量或被胃酸分解。它还可以抑制某些肠道感染。
以前的研究表明，改变是可能的S. Boulardii在小鼠肠道中产生特定蛋白质。并且有许多成熟的工程工程酵母酵母工具，S. Cerevisiae.- 用于各种各样的生物制造应用。骗子和他的合作者希望更好地了解哪些基因工程工具将在S. Boulardii．
具体来说，研究人员研究了两种被广泛用于CRISPR系统基因编辑的工具，以及数十种专门用于修改酿酒酵母的工具。
“当我们得知大多数的S. Cerevisiae.工具工作得非常好S. Boulardii“骗子说。“老实说，我们得到了缓解，因为他们在遗传上相似，两种物种之间的差异是什么S. Boulardii从治疗的角度来看，这很有趣。”
一旦他们确定了工具箱的可行性，研究人员选择展示其功能修改S. Boulardii生产β-胡萝卜素。他们的理由既平淡无奇又雄心勃勃。
“一方面，-胡萝卜素是橙色的——所以我们可以通过观察培养皿中的酵母菌落来判断我们做得有多好:它们确实改变了颜色，”克鲁克说。“从更长远的角度来看，我们知道-胡萝卜素是一种主要的维生素原a类胡萝卜素，这意味着它可以在体内转化为维生素a，我们也知道维生素a缺乏症是由维生素a引起的。一个主要的公共卫生问题在世界的许多地方。那么为什么不试图制定有可能有用的东西？“
研究人员测试了改进的S. Boulardii在小鼠模型中发现酵母细胞在小鼠的肠道成功地产生了β-胡萝卜素。
“这是一个概念证明，所以有很多出色的问题，”骗子说。“这个β-胡萝卜素的大量被老鼠吸收了多少？这些生物相关量的β-胡萝卜素吗？它会在人类工作吗？所有这些都是我们将来要解决未来工作的问题。但我们很高兴看到发生了什么。我们很高兴这些工具现在公开可供研究界的其他工具使用。“
本文，“原位益生菌哺乳动物肠道中小分子的生物制造糖酵母Boulardii那“出现在期刊上ACS合成生物学．这篇论文的共同第一作者是Deniz Durmusoglu和Ibrahim Al 'Abri，他们都是北卡罗来纳州的博士生。该论文由北卡罗来纳州立大学的博士生斯科特·柯林斯(Scott Collins)合著;程俊瑞，北卡罗来纳州立大学博士后;Abdulkerim Eroglu，北卡罗来纳州立大学人类健康研究所分子与结构生物化学与植物系营养基因组学助理教授;以及赫姆霍尔兹rna感染研究所的蔡斯·贝塞尔教授。
该工作是通过国家科学基金会的支持，根据“格兰特CBET-1934284;和Novo Nordisk Foundation，在Grant NNF19SA0035474下。
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编辑注：研究摘要跟随。
“原位益生菌哺乳动物肠道中小分子的生物制造糖酵母Boulardii“
作者：Deniz Durmusoglu，Ibrahim S. Al'abri，斯科特佩林斯，Junrui Cheng，Abdulkerim Eroglu和Nathan Crack，北卡罗来纳州立大学;和Chase Beisel，Helmholtz基于RNA的感染研究所
发表: 4月12日,ACS合成生物学
迪伊: 10.1021 / acssynbio.0c00562
抽象的：糖酵母Boulardii是一种益生菌酵母，在37℃下表现出快速生长，易于转化，可以在肠道中产生治疗蛋白。为了建立生产由多烯途径编码的小分子的能力，我们测量了启动子，终结器，选择性标记和拷贝数控制元件的蛋白质表达的量和差异。我们接下来证明了这种菌株中的有效（> 95％）Crispr-介导的基因组编辑，允许我们在不同基因组位点探测工程化基因表达。我们利用这些策略组装途径，从而实现各种维生素前体（β-胡萝卜素）和药物（viorachin）滴度。我们发现了S. Boulardii稳定定植无菌小鼠超过30天，并与共生微生物竞争生态位空间，在常规和抗生素治疗的小鼠中表现出短(1-2天)肠道停留时间。利用这些工具，我们在无菌小鼠肠道中合成了14天的β-胡萝卜素(24µg/g粪便)，估计在粪便中回收的额外β-胡萝卜素的总质量比初始益生菌剂量的β-胡萝卜素高56倍。这项工作定量的异源小分子生产滴度S. Boulardii居住在哺乳动物肠道第一次，并为调制这些滴度提供一组工具。
