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Development of a multigene expression system using 2A peptides in Rhodosporidium toruloides
Biotechnology and Bioengineering ( IF 3.5 ) Pub Date : 2024-09-16 , DOI: 10.1002/bit.28843 Xiao Guo 1 , Zhenzhen Bai 1 , Huimin Zhao 2 , Shuobo Shi 1
Biotechnology and Bioengineering ( IF 3.5 ) Pub Date : 2024-09-16 , DOI: 10.1002/bit.28843 Xiao Guo 1 , Zhenzhen Bai 1 , Huimin Zhao 2 , Shuobo Shi 1
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In eukaryotes, gene expression typically requires individual promoter and terminator for each gene, making the expression of multiple genes tedious and sometimes too difficult to handle. This is especially true for underdeveloped nonmodel organisms with few genetic engineering tools and genetic elements such as Rhodosporidium toruloides. In contrast, polycistronic expression offers advantages such as smaller size and ease of cloning. Here we report the development of a multigene expression system using 2A peptides in R. toruloides. First, twenty-two 2A peptides were evaluated for their cleavage efficiencies, which ranged from 33.65% to 93.32%. Subsequently, the 2A peptide of ERBV-1 with the highest efficiency was selected to enable simultaneous expression of four proteins. In addition, we demonstrated the optimization of the α-linolenic acid biosynthetic pathway using ERBV-1 peptide mediated polycistronic expression, which increased the α-linolenic acid production by 104.72%. These results suggest that using ERBV-1 peptide is an efficient strategy for multigene expression in R. toruloides.
中文翻译：
利用 Rhodosporidium toruloides 中 2A 肽的多基因表达系统的开发
在真核生物中，基因表达通常需要每个基因的单独启动子和终止子，这使得多个基因的表达变得乏味，有时甚至难以处理。对于基因工程工具和遗传元件（如圆环红孢子虫）较少的不发达的非模式生物尤其如此。相比之下，多顺反子表达具有体积更小、易于克隆等优点。在这里，我们报告了在 R. toruloides 中使用 2A 肽的多基因表达系统的开发。首先，评价 22 种 2A 肽的切割效率，范围为 33.65% 至 93.32%。随后，选择效率最高的 ERBV-1 的 2A 肽，以实现四种蛋白质的同时表达。此外，我们展示了使用 ERBV-1 肽介导的多顺反子表达优化 α-亚麻酸生物合成途径，使 α-亚麻酸的产量增加了 104.72%。这些结果表明，使用 ERBV-1 肽是在 R. toruloides 中进行多基因表达的有效策略。
更新日期：2024-09-16
中文翻译：
利用 Rhodosporidium toruloides 中 2A 肽的多基因表达系统的开发
在真核生物中，基因表达通常需要每个基因的单独启动子和终止子，这使得多个基因的表达变得乏味，有时甚至难以处理。对于基因工程工具和遗传元件（如圆环红孢子虫）较少的不发达的非模式生物尤其如此。相比之下，多顺反子表达具有体积更小、易于克隆等优点。在这里，我们报告了在 R. toruloides 中使用 2A 肽的多基因表达系统的开发。首先，评价 22 种 2A 肽的切割效率，范围为 33.65% 至 93.32%。随后，选择效率最高的 ERBV-1 的 2A 肽，以实现四种蛋白质的同时表达。此外，我们展示了使用 ERBV-1 肽介导的多顺反子表达优化 α-亚麻酸生物合成途径，使 α-亚麻酸的产量增加了 104.72%。这些结果表明，使用 ERBV-1 肽是在 R. toruloides 中进行多基因表达的有效策略。
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