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Bio-Barbie: Co-culturing C. reinhardtii and E. coli for PHB Production #

As evidenced by climate change and plastic pollution, it has become increasingly necessary to develop an alternative to fossil-fuel based production, such as biologically-based production. Our project’s aim is to create a polyhydroxybutyrate (PHB) production platform based on a co-culture between C. reinhardtii and E. coli. Such a co-culture has been shown to nearly double the growth of C. reinhardtii. Despite being in co-culture, PHB production in C. reinhardtii is limited by several conditions: 1) it is produced in small amounts, 2) it is only produced under stress, and 3) it is limited by acetyl-CoA availability. To counter these restraints, we propose modifying C. reinhardtii to express three genes to increase PHB production. In addition, we propose modifying E. coli to produce ethanol, a stress factor that will increase PHB in C. reinhardtii. Finally, we propose inactivating the ackA-pta pathway in E. coli to indirectly increase acetyl-CoA availability.

気候変動やプラスチック汚染の証拠により、化石燃料に基づく生産法に代わるもの、例えば生物に基づく生産法の開発がますます必要となっています。我々のプロジェクトの目標は、C. reinhardtiiとE. coliとの共培養に基づくポリヒドロキシブチレート（PHB）生産プラットフォームを作り出すことです。このような共培養では、C. reinhardtiiの成長がほぼ倍増することが示されています。共培養であっても、C. reinhardtiiでのPHB生産は以下の条件により制限されています：1）少量しか生産されない、2）ストレス下でしか生産されない、3）アセチルCoAの可用性に制限される。これらの制約に対抗するために、我々はC. reinhardtiiに3つの遺伝子を発現させることでPHB生産を増加させることを提案します。さらに、我々はE. coliを改造しエタノール（これはC. reinhardtiiでPHBを増加させるストレス因子）を生産することを提案します。最後に、我々はE. coliのackA-pta経路を不活性化し、間接的にアセチルCoAの可用性を増加させることを提案します。

reference:

• iGEM GeorgiaState-SWJTU Team Information
• iGEM GeorgiaState-SWJTU Wiki