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Creación de un conjunto de herramientas de biología sintética para la expresión de proteínas heterólogas en mitocondrias de levadura

Investigadores del grupo Luis Rubio, dirigidos por Elena Caro, han desarrollado la adaptación de un sistema de clonaje modular, GoldenBraid2.0, para la integración en el genoma y la expresión de proteínas recombinantes en levaduras. Han generado un conjunto de herramientas que incluye promotores inducibles y constitutivos, terminadores y marcadores de selección para facilitar la generación de construcciones multigénicas y permitir la reconstrucción de rutas biosintéticas dentro de Saccharomyces cerevisiae garantizando la versatilidad en el diseño de las unidades de transcripción recombinantes. Para facilitar la expresión específica de proteínas recombinantes dentro de la matriz mitocondrial, también han incluido en el juego de herramientas una serie de señales de localización mitocondrial y han demostrado su eficacia en diferentes condiciones de crecimiento. El dirigir proteínas heterólogas a la matriz mitocondrial puede ser beneficioso para la expresión de metaloproteínas que una vez importadas al orgánulo pueden plegarse adecuadamente e incorporar sus cofactores metálicos necesarios aprovechando la disponibilidad de metal específico dentro de la matriz, y también debido a la actividad respiratoria de las mitocondrias que se hipotetiza que disminuye la tensión de oxígeno dentro del orgánulo creando un ambiente permisivo para enzimas lábiles en presencia de oxígeno. Como prueba de concepto, han demostrado la integración y expresión de 14 genes bacterianos de la fijación de nitrógeno (nif), algunos de los cuales se sabe que requieren cofactores metálicos específicos que contribuyen a su estabilidad y hacen que estas proteínas sean altamente sensibles al oxígeno.

Publicación Original:

Pérez-González, A; Kniewel, R; Veldhuizen, M; Verma, HK; Navarro-Rodríguez, M; Rubio, LM; Caro, E. 2017. "Adaptation of the GoldenBraid modular cloning system and creation of a toolkit for the expression of heterologous proteins in yeast mitochondria". BMC Biotechnology. DOI: 10.1186/s12896-017-0393-y".

 

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