微生物および生化学技術ジャーナル

概要

イソプレン生産のための微生物の代謝工学

ピユシュ・セティア、マンミート・アフジャ、ヴィディヤ・ランガスワミ*

イソプレンは、主に高品質の合成ゴムの製造に使用される、工業的に重要な 5 炭素化合物です。イソプレンの合成には、2 つの主要な経路が関与しています。メバロン酸経路は、真核生物、古細菌、高等植物の細胞質に存在し、非メバロン酸経路は、多くの真正細菌と藻類/植物のプラスチドに存在します。半世紀以上にわたって、イソプレンの生物学的生成現象を研究し理解するための継続的な取り組みが行われてきました。イソプレンの生成につながる化学プロセスの現在の実現可能性とコストの利点は、適切な生物学的代替物によって支配されるにはほど遠いようですが、近い将来に再生不可能な資源 (化学プロセスの原材料) が絶滅するのではないかという懸念から、合成生物学コミュニティからの大きな期待が高まっています。代謝工学の分野における技術的進歩により、さまざまな生物間で遺伝子を積極的に改変および交換し、微生物がイソプレンを大量に過剰生産する限界を押し上げることが可能になりました。このレビューでは、イソプレン力価を改善する際に直面する限界と、それを克服するために使用された綿密な戦略について触れています。生物学的に生成されるイソプレンの大幅な改善をもたらした最近のアプローチを分析し、そこから学んだ教訓を要約し、この広範な分野での将来の研究を促進する可能性のある遺伝子ターゲットの包括的なリストをまとめています。