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Seed Player: Metabolic Engineering of B. licheniformis For Enhanced Hydroxytyrosol Production #

Hydroxytyrosol (HT) is a polyphenol found in olives, known for its antioxidant and anti-inflammatory properties. However, its large-scale application is limited due to the high production costs associated with traditional plant extraction and chemical synthesis methods. Microbial production offers a promising alternative but faces challenges such as low strain tolerance, complex synthesis pathways, and oxidative degradation. In this work, we focus on establishing and optimizing the HT production pathway in Bacillus licheniformis, which exhibits high robustness. Through protein engineering of ketoacid decarboxylase, metabolic pathway optimization, and screening of limiting factors, we have enhanced microbial efficiency. Subsequently, we further refined the scale-up culture processes to boost HT yield. Leveraging synthetic biology, we aim to achieve a more cost-effective and sustainable production of hydroxytyrosol, unlocking its potential applications ranging from cardiovascular drugs to cosmetics, functional foods, and nutraceuticals.

ヒドロキシチロゾール（HT）は、オリーブに見られるポリフェノールで、その抗酸化および抗炎症特性が知られています。しかし、伝統的な植物抽出法や化学合成法に関連する高い生産コストのため、大規模な応用は制限されています。微生物を利用した生産は有望な代替手段を提供しますが、耐株性が低い、合成経路が複雑である、酸化劣化が発生するなどの課題があります。本研究では、高い頑健性を示すBacillus licheniformisでのHT生産経路の確立と最適化に焦点を当てています。ケト酸脱炭酸酵素のタンパク質エンジニアリング、代謝経路の最適化、制限因子のスクリーニングを通じて、微生物の効率を向上させました。その後、さらに段階的な培養プロセスを改良してHTの収率を向上させました。合成生物学を利用して、より費用対効果の高い、持続可能なヒドロキシチロゾールの生産を実現することを目指しています。これにより、心血管薬から化粧品、機能性食品、栄養補助食品など、様々な応用分野の可能性を開放することが可能となります。

reference:

• iGEM HUBU-HUBEI-CHINA Team Information
• iGEM HUBU-HUBEI-CHINA Wiki