Collaborative Research: SusChEM: Engineering the thermotolerant yeast Kluyveromyces marxianus for the synthesis of biobased chemicals

合作研究:SusChEM:改造耐热酵母马克斯克鲁维酵母用于合成生物基化学品

基本信息

  • 批准号:
    1803677
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 31.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-07-01 至 2023-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project seeks to develop the yeast Kluyveromyces marxianus as a platform microorganism for industrial biomanufacturing. A critical area of the US industrial biotechnology sector is the conversion of biomass and other renewable feedstocks to high value and commodity chemicals. K. marxianus can grow at high temperature in high acidity, and on a wide range of different sugars. These are important traits for economic bioprocesses. The project will develop new genetic engineering tools for this yeast and apply these tools to engineer the bio-production of two important classes of chemicals that are traditionally produced from petroleum feedstocks. The project will also contribute to the training of graduate and undergraduate students, as well as the development of new educational outreach programs for high school and community college students from diverse backgrounds.The overall goal is to establish K. marxianus as a platform host for the production of a broad range of biobased chemicals. Critical to advancing K. marxianus is the development of new synthetic biology tools that can rapidly create strains with multiple genome edits and that can accurately control transcription of native and heterologous genes. This project addresses these challenges by (1) developing new enabling tools and methods for rapid strain development and genome engineering in this yeast species, and (2) applying the tools for metabolic engineering of pathways leading to commercially significant native (acetate esters) and non-native (polyketide) products. Phenylethyl and isoamyl acetate are valuable fragrance/flavor compounds and are used as industrial solvents. Polyketides have significant value as pharmaceuticals, including as antibiotic, anticancer, and cholesterol-lowering drugs. The rationale behind this project is that K. marxianus is a highly promising microbial host for non-aseptic (and aseptic) bioprocesses that can convert a range of different sugars into high-value and industrially-relevant chemicals and proteins. This research is transformational because it develops new synthetic biology tools and metabolic engineering approaches to harness and enhance the native traits of K. marxianus, enabling new bioprocesses for the conversion of renewable feedstocks to valuable products.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目旨在开发马克斯克鲁维酵母作为工业生物制造的平台微生物。美国工业生物技术领域的一个关键领域是将生物质和其他可再生原料转化为高价值和商品化学品。马克斯克鲁维酵母可以在高温、高酸度和多种不同的糖上生长。 这些是经济生物过程的重要特征。该项目将为这种酵母开发新的基因工程工具,并应用这些工具来工程化传统上由石油原料生产的两类重要化学品的生物生产。该项目还将有助于研究生和本科生的培训,以及为来自不同背景的高中和社区学院学生开发新的教育推广项目。总体目标是将 K. marxianus 建立为生产多种生物基化学品。发展马克斯克鲁维酵母的关键是开发新的合成生物学工具,该工具可以快速创建具有多个基因组编辑的菌株,并且可以准确控制天然和异源基因的转录。该项目通过以下方式解决这些挑战:(1) 开发新的支持工具和方法,用于该酵母物种的快速菌株开发和基因组工程;(2) 应用代谢工程工具,对产生具有商业意义的天然(醋酸酯)和非酯的途径进行代谢工程。 -天然(聚酮化合物)产品。苯乙基和乙酸异戊酯是有价值的香料/香料化合物,用作工业溶剂。聚酮化合物作为药物具有重要价值,包括作为抗生素、抗癌和降胆固醇药物。该项目背后的基本原理是,马克斯克鲁维酵母是一种非常有前途的非无菌(和无菌)生物过程微生物宿主,可以将一系列不同的糖转化为高价值和工业相关的化学品和蛋白质。这项研究具有变革性,因为它开发了新的合成生物学工具和代谢工程方法来利用和增强 K. marxianus 的天然特性,从而实现将可再生原料转化为有价值产品的新生物过程。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并被视为值得通过使用基金会的智力优点和更广泛的影响审查标准进行评估来支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Synthesis of polyketides from low cost substrates by the thermotolerant yeast Kluyveromyces marxianus
耐热酵母马克斯克鲁维酵母以低成本底物合成聚酮化合物
  • DOI:
    10.1002/bit.26976
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Tami L. McTaggart;D. Bever;Shane Bassett;N. D. Da Silva
  • 通讯作者:
    N. D. Da Silva
Enhanced production of acetyl-CoA-based products via peroxisomal surface display in Saccharomyces cerevisiae
通过酿酒酵母中的过氧化物酶体表面展示提高基于乙酰辅酶A的产品的产量
RNA polymerase II-driven CRISPR-Cas9 system for efficient non-growth-biased metabolic engineering of Kluyveromyces marxianus
RNA聚合酶II驱动的CRISPR-Cas9系统用于马克斯克鲁维酵母的高效非生长偏向代谢工程
Assembly of Metabolons in Yeast Using Cas6-Mediated RNA Scaffolding
使用 Cas6 介导的 RNA 支架组装酵母中的代谢物
  • DOI:
    10.1021/acssynbio.2c00650
  • 发表时间:
    2023-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Pham, Anhuy;Bassett, Shane;Chen, Wilfred;Da Silva, Nancy A.
  • 通讯作者:
    Da Silva, Nancy A.
CRISPR‑mediated multigene integration enables Shikimate pathway refactoring for enhanced 2‑phenylethanol biosynthesis in Kluyveromyces marxianus
CRISPR介导的多基因整合能够重构莽草酸途径,从而增强马克斯克鲁维酵母中的2-苯乙醇生物合成
  • DOI:
    10.1186/s13068-020-01852-3
  • 发表时间:
    2021-01-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Li M;Lang X;Moran Cabrera M;De Keyser S;Sun X;Da Silva N;Wheeldon I
  • 通讯作者:
    Wheeldon I
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Nancy Da Silva其他文献

A comparison of the stress-strain process for business owners and nonowners: differences in job demands, emotional exhaustion, satisfaction, and social support.
企业主和非所有者的压力-紧张过程的比较:工作要求、情绪耗竭、满意度和社会支持的差异。
  • DOI:
    10.1037/1076-8998.5.4.464
  • 发表时间:
    2000-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    L. Tetrick;K. Slack;Nancy Da Silva;Robert R. Sinclair
  • 通讯作者:
    Robert R. Sinclair

Nancy Da Silva的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Nancy Da Silva', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Data-driven engineering of the yeast Kluyveromyces marxianus for enhanced protein secretion
合作研究:马克斯克鲁维酵母的数据驱动工程,以增强蛋白质分泌
  • 批准号:
    2323983
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: NSF/MCB: Repurposing metabolite-responsive aptamers for real-time sensing and dynamic control of Cas6-mediated metabolon assembly
合作研究:NSF/MCB:重新利用代谢物响应适体,用于 Cas6 介导的代谢物组装的实时传感和动态控制
  • 批准号:
    2317399
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Data-driven engineering of the thermotolerant yeast Kluyveromyces marxianus
合作研究:耐热酵母克鲁维酵母的数据驱动工程
  • 批准号:
    2225877
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Synthetic CRISPR-Cas6 endonucleases for dynamic control of cellular phenotypes in yeast
合作研究:用于动态控制酵母细胞表型的合成 CRISPR-Cas6 核酸内切酶
  • 批准号:
    2013957
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SusChEM: A Robust Yeast Platform for the Synthesis and Engineering of Polyketide-Based Pharmaceuticals and Chemicals
合作研究:SusChEM:用于聚酮化合物药物和化学品合成和工程的强大酵母平台
  • 批准号:
    1605357
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Exploiting synthetic GPCRs and mating factors as extracellular sensors for substrate-dependent assembly of complex cellulosomes
合作研究:利用合成 GPCR 和交配因子作为细胞外传感器,用于复杂多纤维素酶体的底物依赖性组装
  • 批准号:
    1263799
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
GOALI: Metabolic Engineering of Yeast for Polyketide Synthesis
目标:用于聚酮化合物合成的酵母代谢工程
  • 批准号:
    0432307
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Metabolic Engineering of Saccharomyces cerevisiae for Enhanced Accumulation of Arsenic
合作研究:酿酒酵母代谢工程增强砷积累
  • 批准号:
    0422684
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
POWRE: Reusable Selection Cassettes for Gene Integration or Disruption in Mammalian Systems
POWRE:可重复使用的选择盒,用于哺乳动物系统中的基因整合或破坏
  • 批准号:
    9973438
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SGER: Advanced Ty-Mediated Integration Methods for Metabolic Engineering and Protein Production in Yeast
SGER:用于酵母代谢工程和蛋白质生产的先进 Ty 介导的整合方法
  • 批准号:
    9703527
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

多场耦合条件下固态金属锂电池枝晶生长和界面电化学反应机制原位电镜研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    260 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
高低温液相电化学原位透射电镜样品杆研究平台的研制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    693.52 万元
  • 项目类别:
    国家重大科研仪器研制项目
液体环境下MXene电极材料电化学储能机理的原位透射电镜研究
  • 批准号:
    11804106
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    29.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
低维金属纳米材料化学置换反应机理的原位液体环境球差校正透射电子显微学动态研究
  • 批准号:
    11874001
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
原位透射电镜研究高硫负载量锂硫电池硫正极材料的单体锂化及其电化学性能
  • 批准号:
    11804048
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: SUSCHEM: Engineering Polymer-Nanocatalyst Membranes for Direct Capture of CO2 and Electrochemical Conversion to C2+ Liquid Fuel
合作研究:SUSCHEM:用于直接捕获 CO2 和电化学转化为 C2 液体燃料的工程聚合物纳米催化剂膜
  • 批准号:
    2324346
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SUSCHEM: Engineering Polymer-Nanocatalyst Membranes for Direct Capture of CO2 and Electrochemical Conversion to C2+ Liquid Fuel
合作研究:SUSCHEM:用于直接捕获 CO2 和电化学转化为 C2 液体燃料的工程聚合物纳米催化剂膜
  • 批准号:
    2324345
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SusChEM: Collaborative Research: Identification of the critical length scales and chemistries responsible for the anti-fouling properties of heterogeneous surfaces
SusChEM:合作研究:确定负责异质表面防污性能的临界长度尺度和化学成分
  • 批准号:
    2023847
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SusChem Collaborative Research: Process Optimization of Novel Routes for the Production of bio-based Para-Xylene
SusChem 合作研究:生物基对二甲苯生产新路线的工艺优化
  • 批准号:
    2005905
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SusChEM: Collaborative Research: Efficient biological activation and conversion of short-chain hydrocarbons
SusChEM:合作研究:短链碳氢化合物的高效生物活化和转化
  • 批准号:
    1938893
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 31.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了