Laajatoimiset geneettiset työkalut hiiva- ja homeorganismeille

Anssi Rantasalo

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Mikro-organismien geneettinen muokkaus bioteknisiä sovelluksia varten on selvästi helpottunut ja nopeutunut viime vuosien aikana. Keskeisenä syynä ovat uudet molekyylibiologian menetelmät, jotka mahdollistavat tuottoisäntien genomien helpon ja nopean muokkauksen. Tämän seurauksena tehokkaiden solutehtaiden rakentaminen teollisuuden tarpeisiin on tullut mahdolliseksi. Sovellusten kehittämistä rajoittaa kuitenkin edelleen geenien ilmentämiseen tarvittavien tehokkaiden ja luotettavasti toimivien työkalujen puute. Tämän vuoksi esimerkiksi vähän tutkittujen organismien biotekninen hyödyntäminen on vaikeaa. Tässä väitöskirjatyössä kehitettiin teknologia, joka mahdollistaa geenien tarkan ilmentämisen laajasti eri hiiva- ja homelajeissa. Uudet työkalut tarjoavat runsaasti uusia mahdollisuuksia bioteollisuudelle, koska hiivoilla ja homeilla on monia teollisiin prosesseihin sopivia ominaisuuksia. Työkalut ovat erityisen hyödyllisiä sovelluksissa, joissa edellytetään geenien voimakasta tai tarkasti kontrolloitua ilmentymisestä. Työn ensimmäinen osa (julkaisut I ja II) keskittyy kehittämään toiminnallisesti modulaarisia DNA-osia, kuten ydinpromoottoreita ja transkriptiofaktoreita Saccharomyces cerevisiae hiivassa. Kehitetyt osat mahdollistavat monimutkaisten geneettisten järjestelmien rakentamisen, ja niiden avulla on mahdollista säädellä geenien ilmentymistä laajasti eri voimakkuuksilla. Työn seuraava osa (julkaisu III) keskittyy kehittämään universaalisti toimivia työkaluja, jotka mahdollistavat geenien ilmentämisen laajasti eri hiiva- ja homeorganismeissa. Tekniikan toimintaa havainnollistetaan yhteensä kahdeksassa erityyppisessä organismissa: kuudessa eri hiivassa ja kahdessa rihmasienessä. Työn tuloksena syntynyt teknologia mahdollistaa täysin uusien tai vain vähän tutkittujen organismien valjastamisen bioteknisiin sovelluksiin. Työn viimeisessä osassa työkalujen käyttöä havainnollistetaan proteiinintuottosovelluksessa (julkaisu IV). Esimerkkiproteiiniksi valittiin Candida antarctican Lipaasi B, jota ilmennettiin Trichoderma reesei rihmasienessä. Saavutetut tuottotasot vastasivat tasoa, joka saavutettiin yleisesti käytetyllä selluloosa-indusoituvalla cbh1 promoottorilla. Uusien työkalujen olosuhteista riippumattoman toiminnan vuoksi proteiinintuotto oli mahdollista suorittaa myös sellulaasientsyymien ilmentymistä estävässä kasvatusliuoksessa, mahdollistaen kohdeproteiinin tehokkaan tuotannon siten että solun omia proteiineja ei tuotettu kasvuliuokseen. Tämä helpottaa merkittävästi kohdeproteiinin puhdistusta ja alentaa siihen käytettyjä kustannuksia.
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Frey, Alexander, Valvoja
  • Mojzita, Dominik, Ohjaaja
  • Jäntti, Jussi, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-8361-2
Sähköinen ISBN978-952-60-8362-9
TilaJulkaistu - 2019
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • ekspressiosysteemi
  • hiiva
  • home
  • synteettinen biologia
  • transkriptiofaktori
  • teollinen biotekniikka

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Laajatoimiset geneettiset työkalut hiiva- ja homeorganismeille'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

  • Siteeraa tätä

    Rantasalo, A. (2019). Broadly applicable genetic tools for fungi. Aalto University.