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Enhanced production of polyhydroxybutyrate by multiple dividing E. coli

金融时报 埃布先生 细胞分裂 聚羟基丁酸酯 大肠杆菌 细胞生长 细胞生物学 细胞 生物 细菌细胞结构 细菌 基因 化学 微生物学 生物化学 遗传学
作者
Hong Wu,Zhongyun Fan,Xiao‐Ran Jiang,Jinchun Chen,Guo‐Qiang Chen
出处
期刊:Microbial Cell Factories [Springer Nature]
卷期号:15 (1) 被引量:75
标识
DOI:10.1186/s12934-016-0531-6
摘要

Most bacteria are grown in a binary fission way meaning a bacterial cell is equally divided into two. Polyhydroxyalkanoates (PHA) can be accumulated as inclusion bodies by bacteria. The cell division way and morphology have been shown to play an important role in regulating the bacterial growth and PHA storages.The common growth pattern of Escherichia coli was changed to multiple fission patterns by deleting fission related genes minC and minD together, allowing the formation of multiple fission rings (Z-rings) in several positions of an elongated cell, thus a bacterial cell was observed to be divided into more than two daughter cells at same time. To further improve cell growth and PHA production, some genes related with division process including ftsQ, ftsL, ftsW, ftsN and ftsZ, together with the cell shape control gene mreB, were all overexpressed in E. coli JM109 ∆minCD. The changing pattern of E. coli cell growth and morphology resulted in more cell dry weights (CDW) and more than 80 % polyhydroxybutyrate (PHB) accumulation increases compared to its binary fission control grown under the same conditions.This study clearly demonstrated that combined over-expression genes ftsQ, ftsW, ftsN, ftsL and ftsZ together with shape control gene mreB in multiple division bacterial E. coli JM109 ∆minCD benefited PHA accumulation. Our study provides useful information on increasing the yield of PHA by changing the cell division pattern and cell morphology of E. coli.
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