ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การตัดต่อทางพันธุกรรมของ Escherichia coli เพื่อผลิตกรดแลกติก

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การตัดต่อทางพันธุกรรมของ Escherichia coli เพื่อผลิตกรดแลกติก
นักวิจัย : ฤทัยรัตน์ บุญสมบัติ
คำค้น : error-prone PCR , Escherichia coli , Lactic Acid , Rhizopus oryzae , กรดแลกติก
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2557
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG5380156 , http://research.trf.or.th/node/7582
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

กรดแลกติกมีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวางรวมถึงความเป็นไปได้ในการใช้เป็น สารตั้งต้นเพื่อผลิตพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ โดยกระบวนการผลิตกรดแลกติกบริสุทธิ์ที่มี ประสิทธิภาพมีความสำคัญอย่างยิ่ง เมื่อการตัดต่อยีน ldhA จาก Rhizopus oryzae เข้าสู่พลาสมิด แล้วนำเข้าสู่ Esherichia coli ที่ยีน ldhA บนดีเอ็นเอถูกทำลายเกิดเป็น E. coli สายพันธุ์ RB24 พบว่ายีน ldhA ของ R. oryzae บนพลาสมิดสามารถแสดงออกได้ โดยเมื่อทำการหมักในอาหารที่มี กลูโคสเริ่มต้น 100 g/L ในภาวะที่ไม่มีออกซิเจนและไม่เติม Ampicilin พบว่า E. coli สายพันธุ์นี้ สามารถผลิตกรดแลกติกไอโซเมอร์ L ได้มากที่สุด แต่เนื่องจากปริมาณกรดแลกติกที่ผลิตได้ยังมี ปริมาณน้อยซึ่งอาจเป็นผลมาจากกลูโคสที่เหลือในอาหารเลี้ยงเชื้อมีปริมาณมากทำให้ไปยับยั้งการ ผลิตกรดแลกติก และการสูญเสียพลาสมิดได้ง่ายเมื่อไม่เติม Ampicilin จึงได้ทำการหาภาวะที่ เหมาะสมในการหมัก E. coli สายพันธุ์ RB24 คือในขั้น Pre-culture ใช้ภาวะที่มีออกซิเจนเพื่อเพิ่ม จำนวนเซลล์ แล้วจึงทำการหมักในภาวะที่ไม่มีออกซิเจนโดยใช้กลูโคสเริ่มต้น 20 g/L และเติม Ampicilin ทำให้ได้ปริมาณกรดแลกติกที่คงที่มากขึ้น นอกจากนี้ยังพบว่าเมื่อตัดต่อยีน ldhA จาก R. oryzae ลงบนพลาสมิด pUC19 สามารถผลิตกรดแลกติกไอโซเมอร์ L ได้ดีกว่าการใช้พลาสมิด pBluescript II KS(+) ซึ่งอาจเป็นเพราะขนาดของพลาสมิดที่แตกต่างกัน เมื่อทำการศึกษาการใช้ เทคนิค error-prone PCR เพื่อทำให้บริเวณยีน ldhA จาก R. oryzae บนพลาสมิดเกิดการกลาย พันธุ์แบบสุ่ม พบว่าสามารถคัดเลือก E. coli สายพันธุ์ที่ผลิตกรดแลกติกได้ดีขึ้นกว่า E. coli สาย พันธุ์ RB24 ประมาณ 6-8 เท่า โดยพบการเปลี่ยนแปลงลำดับนิวคลีโอไทด์ที่ตำแหน่ง 554 จาก C เป็น T ในสายพันธุ์ TW10 และการเปลี่ยนแปลงลำดับนิวคลีโอไทด์ตำแหน่งที่ 524 เหนือ Start codon จาก A เป็น G ในสายพันธุ์ TW11 นอกจากนี้ยังพบว่า E. coli สายพันธุ์ที่ปรับปรุงด้วยด้วย เทคนิค error-prone PCR สามารถผลิตกรดแลกติกไอโซเมอร์ L ได้ดีที่สุดในอาหารหมักที่มีกลูโคส เริ่มต้น 20 g/L Lactic acid is widely applied in various industries including the use as a potential precursor for biodegradable plastics. The effective process to produce optically pure monomers of lactic acid is essential. When plasmid with ldhA from Rhizopus oryzae was transformed into E. coli which chromosomal ldhA was knocked out, generating the strain called RB24, R. oryzae ldhA gene on the plasmid could be expressed. The RB24 produced L-lactic acid with the highest yield when fermented with fermentation broth containing 100 g/L intial glucose without Ampicillin under anaerobic condition. However, the lactic acid yield obtained from this strain was still low that may result from the inhibition of the lactic acid production by high amount of residual glucose in the culture and the easy loss of plasmid when Ampicillin was not added. To solve this problem, the suitable condition for fermenting E. coli strain RB24 was optimized and found that L-lactic acid production was more stable when the strain was pre-cultured under aerobic condition to increase cell density for the inoculum and further fermented with fermentation broth containing 20 g/L intial glucose with Ampicillin addition under anaerobic condition. Morover, due to the difference in size, it was suggested that ldhA from R. oryzae on pUC19 plasmid produced more L-lactic acid than on pBluescript II KS(+). When error-prone PCR was applied to generate random mutations on R. oryzae ldhA gene region, which further inserted on plasmid and transformed into E. coli, clones that could produce L-lactic acid approximately 6-8 times more than RB24 strain were selected. DNA sequencing suggested there was a mutation for the strain TW10 at nucleotide 554 from C to T and for the strain TW11 at 524 base pair upstream the start codon from A to G. Furthermore, the modified strains by error-prone PCR could produce Llactic acid with the highest yield by using fermentation broth with 20 g/L initial glucose.

บรรณานุกรม :
ฤทัยรัตน์ บุญสมบัติ . (2557). การตัดต่อทางพันธุกรรมของ Escherichia coli เพื่อผลิตกรดแลกติก.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ฤทัยรัตน์ บุญสมบัติ . 2557. "การตัดต่อทางพันธุกรรมของ Escherichia coli เพื่อผลิตกรดแลกติก".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ฤทัยรัตน์ บุญสมบัติ . "การตัดต่อทางพันธุกรรมของ Escherichia coli เพื่อผลิตกรดแลกติก."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2557. Print.
ฤทัยรัตน์ บุญสมบัติ . การตัดต่อทางพันธุกรรมของ Escherichia coli เพื่อผลิตกรดแลกติก. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2557.