海岸地帯管理ジャーナル

概要

培養されていない海洋微生物からの生体触媒の発見と工学のための新しい分子的方法

アグスティヌス・ロバート・ユリア、ユスロ・ヌリ・ファウジャ、エコワティ・チャサナ

メタゲノミクスは、培養に依存しない強力なアプローチであり、
未培養の海洋微生物から生体触媒にアクセスするために適用できます。このアプローチによる海洋生体触媒の発見は、
一般に、4 つの主なステップで構成されます。まず、生体触媒をコードする遺伝子のプールを含むメタゲノム ライブラリを
海洋環境から構築します。これは、
酵素消化 DNA、未切断 DNA、PCR 増幅産物のクローニングなど、さまざまな方法で行うことができます。次に、
発現産物の活性アッセイ、in situ ハイブリダイゼーション、
またはポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) を使用して、メタゲノム ライブラリから目的の遺伝子をスクリーニングします。最後に、機能遺伝子と系統発生遺伝子の両方を含む取得されたターゲット遺伝子をバイオインフォマティクス ツールを使用して配列決定および分析し、コード化された生体触媒の機能的および構造的特性と微生物源
に関する情報を取得します。
最後に、標的遺伝子は
適切な微生物宿主で発現され、対応する組み換えバイオ触媒が生成される。
性能向上のための海洋バイオ触媒のエンジニアリングにおける既存の方法はすべて
、(i) 合理的設計と (ii) 指向性進化の 2 つの主な戦略に分類できる。合理的設計には、
制限酵素の使用やオーバーラップ拡張 (SOE) によるスプライシングが含まれる場合があり、特定のアミノ酸を変更するためにバイオ触媒の構造的および機能的特性に関する情報が必要である
。一方、エラーが発生しやすい PCR 技術や遺伝子シャッフルを含む指向性進化では
、そのような情報を必要としない。