Removing the "photo" in photosynthesis

Sammanfattning

Cyanobakterier är fotosyntetiska organismer som kan omvandla koldioxid till komplexa molekyler. Denna process är beroende av bildningen av ATP och NADPH som driver koldioxidfixeringen via Calvin-Benson-cykeln. Dock kan beroendet av ljusenergi för bioproduktion hos cyanobakteriestammar som Synechocystis sp. PCC6803 vara kostsamt och svårt att skala upp. För att hantera denna begränsning fokuserar denna studie på att konstruera Synechocystis sp. PCC6803 för att kunna använda alternativa kemiska energikällor på ett ljusoberoende sätt. Detta har gjorts med hjälp av tre nyckelenzymer: membranbunden hydrogenas (MBH), fosfitdehydrogenas (PtDH) och formatdehydrogenas (FDH). Hydrogenas från C. necator är syretolerant och använder väte för att generera NADH och ATP via elektrontransportkedjan (ETC) för att fixera koldioxid. FDH och PtDH använder istället format respektive fosfit som substrat och genererar NADH och ATP, vilket underlättar koldioxidfixeringen. Dessa modifieringar gör det möjligt för cyanobakterierna att koppla loss från den naturliga ljusberoende vägen och möjliggör tillväxt i mörker under ljusoberoende förhållanden. Eftersom ljus även är involverat i regleringen av cyanobakteriers tillväxt genomför vi för närvarande adaptiv laboratorieevolution (ALE) för att göra det möjligt för de modifierade stammarna att överleva och anpassa sig till dessa icke-nativa energikällor i frånvaro av ljus. Projektet syftar till att skapa en hållbar plattform för kemisk produktion.