Đánh giá thành công của việc tìm kiếm enzyme thông qua metagenomics: tình trạng hiện tại và xu hướng trong tương lai
Tóm tắt
Các báo cáo gần đây đã chỉ ra rằng việc thiết lập các tập hợp enzyme có liên quan đến công nghiệp từ bộ gen môi trường đã trở thành một quy trình thường quy. Qua các nghiên cứu được đánh giá, trung bình khoảng 44 clone hoạt động đã được thu thập từ khoảng 53,000 clone được thử nghiệm bằng các phương pháp sàng lọc ngây thơ. Số này có thể tăng đáng kể trong thời gian ngắn hơn khi các trình tự enzyme metagenome mới được thu thập bằng phương pháp giải trình tự trực tiếp được chọn và đưa vào biểu hiện quy mô lớn để sản xuất và phân loại tiếp theo. Việc tiền sàng lọc các thư viện clone bằng các phương pháp sàng lọc ngây thơ sau đó là pyrosequencing các đoạn chèn đã cho phép tăng gấp 106 lần tỷ lệ thành công trong việc xác định các gen mã hóa enzyme mà chúng tôi quan tâm. Tuy nhiên, thời gian cần thiết cho việc xác định enzyme cho đến khi thiết lập một quy trình công nghiệp thường mất thời gian rất dài, thường là năm. Nếu tần suất phát hiện enzyme hoạt động với tỷ lệ lưu thông cao trong điều kiện ứng dụng thực tế có thể được tăng cường trong khi vẫn đảm bảo sự đa dạng tự nhiên cao, thì giai đoạn tối ưu hóa enzyme vốn rất tốn kém và mất thời gian có khả năng sẽ được rút ngắn đáng kể. Tại thời điểm này, điều quan trọng là xem xét những hiểu biết hiện tại về sự thành công của các phương pháp sàng lọc ngây thơ và dựa trên trình tự tinh chỉnh cho việc chọn enzyme và mô tả các môi trường trên toàn thế giới đã được đưa vào các chương trình sàng lọc enzyme thông qua các công cụ metagenomics. Tại đây, chúng tôi đưa ra những đánh giá như vậy và đề xuất những thách thức hiện tại cùng với các hành động cần thiết trong tương lai trước khi các enzyme môi trường có thể được giới thiệu thành công ra thị trường.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Jemli S., 2014, Biocatalysts: application and engineering for industrial purposes, Crit Rev Biotechnol, 6, 1
Sawaya D. andArundel A.(2010)La evolución de la bioeconomía hasta 2030: diseño de una agenda política. Monografico. Nota d'economia 97–98. 3.er cuatrimestre 2010. Sawaya D. and Arundel A. (eds.).
You C., 2013, Cell‐free biosystems for biomanufacturing, Adv Biochem Eng Biotechnol, 131, 89
Zúniga C., 2014, Red CYTED, Red de Bioeconomía y Cambio Climático (REBICAMCLI), 3