Adaptive laboratory evolution of microbial co-cultures for improved metabolite secretion
Julkaisuvuosi
2021
Tekijät
Konstantinidis, Dimitrios; Pereira, Filipa; Geissen, Eva Maria; Grkovska, Kristina; Kafkia, Eleni; Jouhten, Paula; Kim, Yongkyu; Devendran, Saravanan; Zimmermann, Michael; Patil, Kiran Raosaheb
Abstrakti:
<p>Adaptive laboratory evolution has proven highly effective for obtaining microorganisms with enhanced capabilities. Yet, this method is inherently restricted to the traits that are positively linked to cell fitness, such as nutrient utilization. Here, we introduce coevolution of obligatory mutualistic communities for improving secretion of fitness-costly metabolites through natural selection. In this strategy, metabolic cross-feeding connects secretion of the target metabolite, despite its cost to the secretor, to the survival and proliferation of the entire community. We thus co-evolved wild-type lactic acid bacteria and engineered auxotrophic Saccharomyces cerevisiae in a synthetic growth medium leading to bacterial isolates with enhanced secretion of two B-group vitamins, viz., riboflavin and folate. The increased production was specific to the targeted vitamin, and evident also in milk, a more complex nutrient environment that naturally contains vitamins. Genomic, proteomic and metabolomic analyses of the evolved lactic acid bacteria, in combination with flux balance analysis, showed altered metabolic regulation towards increased supply of the vitamin precursors. Together, our findings demonstrate how microbial metabolism adapts to mutualistic lifestyle through enhanced metabolite exchange.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Volyymi
17
Numero
8
Artikkelinumero
e10189
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
3
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Matematiikka; Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Biokemia, solu- ja molekyylibiologia; Biolääketieteet; Maataloustiede
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.15252/msb.202010189
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä