Producción de PHB a partir de Escherichia coli modificada, utilizando ácidos grasos volátiles como sustrato y ácido oleico como inductor del proceso

Se conocen varios microorganismos, como Ralstonia eutropha H16, que son capaces de producir bioplásticos como el polihidroxialcanoato, que son biodegradables y tienen características similares a las de los plásticos derivados del petróleo. Sin embargo, la producción de dichos bioplásticos es bastante costosa, ya que requiere el uso de sustratos costosos, como la glucosa, y el crecimiento de los microorganismos productores es lento y complejo. El presente estudio tiene como objetivo el desarrollo de microorganismos modificados genéticamente (MMG) capaces de utilizar materia orgánica proveniente de aguas residuales y convertirla en bioplástico, sin utilización de antibióticos e inductores comerciales que son comúnmente utilizados para la producción de sustancias de interés con MMGs. Con este propósito, Escherichia coli BL21(DE3) Gold fue modificada genéticamente por medio del método CRISPR/Cas9 Red, para incorporar en su genoma los genes asociados a la producción de polihidroxialcanoatos de Ralstonia eutropha H16 (phaA, phaB y phaC), con la adición de un promotor (PaldA) que es inducido en presencia de ácido oleico, compuesto presente en las grasas, y un gen de resistencia a tetraciclina como marcador de selección. La cepa resultante del proceso es una contaminación oportuna que además de ser resistente a tetraciclina, es capaz de producir bioplástico en presencia de ácido oleico. Se espera poder identificar e incorporar este microorganismo en un tratamiento anaerobio (piloto) de aguas residuales industriales del sector de producción de lácteos, así también como construir una E. coli recombinante que pueda ser también incluida en el estudio piloto.

Many microorganisms are known, like Ralstonia eutropha H16, for being capable of produce bioplastic like polyhydroxyalkanoates, which are biodegradable and have similar characteristics to plastic derived from petrol. However, the production of these bioplastic is not cost-effective because it requires the use of expensive substrates, like glucose, and microorganisms? growth is slow and complex. The present study has the aim to develop a genetically modified microorganism (GMM) that is capable to take organic matter from wastewater and produce bioplastic, without the need for antibiotic and commercial inductors that are commonly used for the production of specific materials by GMMs. With this purpose, Escherichia coli BL21(DE3) Gold was genetically modified by CRISPR/Cas9 - Red system, to incorporate on its genome the associated genes with bioplastic production carried by Ralstonia eutropha H16 (phaA, phaB y phaC), with the addition of one promoter (PaldA) that is induced by oleic acid, which is a common compound of fats, and a tetracycline resistance gen as a selection marker. The resulting microorganism was an opportune contamination that is tetracycline resistant and is capable of producing bioplastic in the presence of oleic acid. It is expected to identify and isolate this microorganism in order to understand its bioplastic production mechanism in a pilot study that includes an industrial wastewater, from the dairy production sector, anaerobic treatment, as well as the construction of the recombinant E. coli, which can be included in the pilot study.

Magíster en Ingeniería Ambiental

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