Sulfolobus acidocaldarius als een nieuwe thermoacidofiele microbiële celfabriek voor de biologische productie van chemicaliën

Microbiële celfabrieken worden steeds vaker ingezet voor de duurzame productie van chemicaliën vanuit herbruikbare lignocellulosische biomassa. Desondanks wordt de kosteffectieve toepassing op grote schaal met traditioneel gebruikte micro-organismen zoals Escherichia coli of gist vaak gehinderd door limitaties om de microbiële conversieprocessen te consolideren met voorbehandelingsprocessen bij hoge temperatuur en lage pH die inherent zijn aan het gebruik van moeilijk afbreekbare lignocellulosische grondstoffen. Dit noodzaakt de ontwikkeling van alternatieve gastheerorganismen.
In dit project zullen we de genetisch toegankelijke archaeon Sulfolobus acidocaldarius, met een optimale groei bij 75°C en pH 2-3, engineeren als een microbieel platform dat functioneert bij hoge temperatuur voor de synthese van vetzuren. Vetzuren zijn belangrijke platformmoleculen voor de productie van oleochemicaliën die gebruikt worden in toepassingen gaande van biobrandstoffen tot hoogwaardige chemicaliën. We zullen hiervoor een bottom-up synthetische biologie strategie aanwenden door een thermofiele functioneel omgekeerde beta-oxidatie reactieweg te engineeren en deze te introduceren in S. acidocaldarius. Een combinatoriële reactieweg-assemblage zal gebruikt worden om een grote hoeveelheid aan stammen te genereren, die vervolgens gescreend worden met behulp van een biosensor die gebaseerd is op een natieve acyl-CoA-responsieve transcriptieregulator.
Naast het exploreren van het gebruik van S. acidocaldarius als vetzuurproductiegastheer, zal dit project generische tools en inzichten opleveren die cruciaal zijn voor het uitbreiden van het bereik van synthetische biologie naar niet-evidente gastheerorganismen die tot de archaea behoren, het zogenaamde “derde domein van het leven”.