Modification génétique de la levure Yarrowia lipolytica pour maîtriser la β-oxydation

Genetic engineering of the yeast Yarrowia lipolytica to master β-oxidation

¹ Laboratoire de Biotechnologie de l’ENSBANA, Université de Bourgogne, Dijon
² Laboratoire de Génétique des Microorganismes INRA-CNRS, Thiverval Grignon.

Résumé

Les biotechnologies font régulièrement appel à la β-oxydation pour produire des composés à haute valeur ajoutée ou dépolluer des effluents industriels. Cette voie métabolique est diffìcile à maîtriser car elle implique un nombre réduit d’enzymes pour une voie très longue. En particulier, la production d’intermédiaires réactionnels est délicate car les enzymes de la voie de reconsommation sont souvent les mêmes que celles impliquées dans la production.

Ainsi, la production de γ-décalactone à partir de ricinoléate de méthyle chez Y. lipolytica implique la β-oxydation (Endrizzi et al., 1996). Cette levure est un bon modèle pour étudier le métabolisme des acides gras car elle possède cinq acyl-CoA oxydases (Aox) catalysant la première étape de la β-oxydation (Wang et al., 1999).

L’effet d’une invalidation des gènes codant pour les Aox a été étudié sur la production de γ-décalactones. En fonction des Aox présentes dans les souches, différentes lactones sont produites et leur reconsommation peut être nettement ralentie. Cette étude montre qu’on peut maîtriser la β-oxydation en modifiant le matériel génétique des souches et qu’on peut ainsi améliorer les productions existantes mais aussi produire de nouvelles molécules d’intérêt.

Abstract

β-Oxidation is involved in many biotechnological processes. This metabolic pathway is difficult to control as it involves few enzymes for a very long pathway. Notably, the production of intermediates of this pathway is difficult since the enzymes reconsuming synthesized compounds are often the same as those involved in production.

The production of γ-decalactone from methyl ricinoleate in Y. lipolytica involves β-oxidation (Endrizzi et al., 1996). This yeast is a valuable model to study the metabolism of fatty acids since it possesses five acyl-CoA oxidases (Aox) catalyzing the first step of peroxisomal β-oxidation (Wang et al., 1999).

The effect of the disruption of the genes coding for Aox on the production of lactone was investigated. Depending on the Aox contained in the mutant strain, various lactones are produced and their reconsumption can be significantly decreased.

This study shows that it is possible to improve β-oxidation by engineering strains genetically and thus, to increase production of existing lactones and also of new attracting compounds.