微生物による分業がより高いバイオ燃料収率を生み出す(Microbial division of labor produces higher biofuel yields)

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2024-02-05 イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校

◆科学者は、酵母発酵を利用してエタノール生産を増やす方法を見つけました。研究では、グルコース専門家とキシロース専門家の2つのエンジニアリングされた酵母株を組み合わせることで、従来の方法よりも効率的なエタノール収量が得られることが示されました。
◆彼らは、添加順序やタイミングの変更、混合比率の調整が生産に与える影響も調査し、数学モデルを開発して予測を行いました。結果は、キシロース専門家を先に添加し、後にグルコース専門家を追加すると、エタノール収量が2倍以上に増加することを示しました。

<関連情報>

人工酵母コンソーシアムによる混合糖発酵を調節する組成的・時間的分業 Compositional and temporal division of labor modulates mixed sugar fermentation by an engineered yeast consortium

Jonghyeok Shin,Siqi Liao,Nurzhan Kuanyshev,Yongping Xin,Chanwoo Kim,Ting Lu & Yong-Su Jin
Nature Communications  Published:26 January 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-45011-w

figure 1

Abstract

Synthetic microbial communities have emerged as an attractive route for chemical bioprocessing. They are argued to be superior to single strains through microbial division of labor (DOL), but the exact mechanism by which DOL confers advantages remains unclear. Here, we utilize a synthetic Saccharomyces cerevisiae consortium along with mathematical modeling to achieve tunable mixed sugar fermentation to overcome the limitations of single-strain fermentation. The consortium involves two strains with each specializing in glucose or xylose utilization for ethanol production. By controlling initial community composition, DOL allows fine tuning of fermentation dynamics and product generation. By altering inoculation delay, DOL provides additional programmability to parallelly regulate fermentation characteristics and product yield. Mathematical models capture observed experimental findings and further offer guidance for subsequent fermentation optimization. This study demonstrates the functional potential of DOL in bioprocessing and provides insight into the rational design of engineered ecosystems for various applications.

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生物工学一般
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