Regulación y modificación de rutas biosintéticas de metabolitos con interés industrial en Fusarium fujikuroi

• Autores: Ismael Borrego Serrano
• Directores de la Tesis: María Carmen Limón Mirón (dir. tes.), Rita Padilla Palma (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Número de páginas: 240
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  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • Los hongos filamentosos han sido utilizados como organismos modelos para el estudio de diferentes procesos biológicos como la regulación por la luz y el ritmo circadiano, el control de la esporulación o las interacciones patógeno-planta, entre otros. El interés de estos hongos radica en sus capacidades para producir una gran diversidad de metabolitos secundarios. En este sentido, Fusarium fujikuroi destaca por la riqueza de su metabolismo secundario. Este trabajo se ha centrado en potenciar la producción de metabolitos de interés industrial, como los carotenoides y las giberelinas, a través de la regulación y modificación del metabolismo secundario de F. fujikuroi. También se ha analizado la producción de estos metabolitos en un biorreactor de tanque agitado. Los datos muestran que la sobreexpresión del dominio catalítico de la HMG-CoA reductasa en F. fujikuroi provoca un aumento de la producción de giberelinas, aunque no afecta a la producción de carotenoides. El análisis de la producción de carotenoides y giberelinas del mutante carS-/OE:thmgR sugiere que la alteración del flujo metabólico de los precursores de los terpenoides afecta a la producción de estos. La optimización de los parámetros de fermentación para la producción de giberelinas en el biorreactor revela que la velocidad de agitación favorece la solubilidad del oxígeno disuelto durante la producción de giberelinas, logrando aumentar la producción en un 550% y reduciendo el tiempo de fermentación. Además, existe un correlación positiva entre la disminución del pH del cultivo y un aumento de la producción de giberelinas. Estos resultados muestran el potencial de escalada del bioproceso utilizando estirpes modificadas para la producción de giberelinas mediante la valorización de subproductos agroindustriales como medios de cultivo Por otra parte, los mutantes superproductoras en fondo mutante ?carX, obtenidos mediante mutagénesis con luz UV, acumulan hasta un 73% de ?-caroteno tras cultivarlos en medio optimizado en matraces. Además, la cantidad de carotenoides de estos mutantes es la mayor lograda en F. fujikuroi hasta el momento. El fenotipo superproductor es debido a una disminución de la expresión del gen carS, principal regulador negativo de la carotenogénesis en Fusarium. La secuenciación del genoma completo de los mutantes SG292 y SG313 ha mostrado polimorfismos y variaciones estructurales en genes que podrían ser reguladores de la síntesis de carotenoides en F. fujikuroi. Sin embargo, es necesario comprobar por mutación dirigida cuál de las variaciones encontradas es la causante del fenotipo superproductor. La producción de carotenoides del mutante carS- en el biorreactor ha permitido alcanzar la mayor producción de neurosporaxantina lograda hasta la fecha en Fusarium. Este estudio proporciona las bases para mejorar la producción de neurosporaxantina a escala industrial.