بهبود تحمل به اتانول سویه صنعتی مخمر با ترکیبی از جهش زایی و مهندسی تکاملی

تحمل در برابر اتانول یکی از ویژگی های شاخص ساکارومایسس سرویزیه است. افزایش بیشتر تحمل در برابر اتانول در سویه های صنعتی مخمر می تواند منجر به تخمیر سریعتر، کامل تر و افزایش تولید اتانول گردد. با ماهیت پیچیده صفت تحمل اتانول، به نظر می رسد که افزایش تحمل اتانول به تغییر چندین ژن مخمر بستگی دارد. روش های مختلفی که به تاثیر تغییرات (تصادفی) تولید شده توسط مهندسی تکامل یا جهش زایی تکیه می کنند، با افزایش تحمل اتانول، ایجاد سویه های کارآمد را درپی دارند.

مواد و روش ها:

در تحقیق حاضر برای بهبود فنوتیپ تحمل اتانول، سویه Ethanol Red که سویه صنعتی، به روش فیزیکی و شیمیایی جهش داده شد و جدایه های جهش یافته با استفاده محیط حاوی 1- بوتانل غربال شدند. جهش یافته ها همراه با سویه والد اولیه در طی 144 روز با راهبرد مهندسی تکاملی با الکل خو داده شدند و میزان تولید اتانول در سویه های منتخب بررسی شد.

بعد از آزمون های تکامل تطبیقی، با توجه به افزایش حداکثر نرخ ویژه رشد، 8 سویه شامل سویه والدی و جهش یافته ها انتخاب و میزان تولید اتانول آنها بررسی شد. میزان تولید اتانول دو سویه 103ER و106 ER که قبل از انجام آزمون تکامل تطبیقی با اتیل متان سولفونات جهش یافته و سپس به ترتیب در غلظت 11 و 9 درصد (حجم در حجم) اتانول تکامل یافته بودند، به ترتیب 1±45/112 و9/0± 3/112 گرم در لیتر رسید در حالی که این مقدار برای سویه والد 5/0± 44/103 گرم در لیتر بود.

از راهبرد مهندسی تکاملی در ایجاد سویه های توانمند با هدف افزایش تحمل به اتانول در سویه های صنعتی بدلیل قابلیت های بالای آن استفاده شد. برای افزایش تنوع ژنتیکی جمعیت اولیه، قبل از شروع فرآیند تکامل تطبیقی، از جهش زایی با اتیل متان سولفونات استفاده شد که در سرعت بخشیدن به روند تکامل برای دستیابی به بهبود فنوتیپ مورد نظر کارآمدتر از اشعه فرابنفش عمل کرد.