Developing Kluyveromyces marxianus chassis strains for production of bio-based chemicals

Promovendus/a: Jolien Smets

Promotor(en): Prof. dr. ir. Kevin Verstrepen

Bioplastics zoals PLA (polylactic acid) zijn een veelbelovend alternatief voor klassieke plastics. Ze zijn stevig, biologisch afbreekbaar en hebben een kleinere ecologische voetafdruk. PLA wordt gemaakt uit melkzuur, dat vandaag meestal geproduceerd wordt door micro-organismen. Hoewel deze biologische productie duurzamer is dan petrochemische processen, is ze nog duur en complex. Dat komt doordat er dure grondstoffen en veel chemicaliën nodig zijn om de zuurtegraad tijdens het proces onder controle te houden. Om melkzuur goedkoper en efficiënter te maken, hebben we microben nodig die goed presteren onder industriële omstandigheden. Tot nu toe gebruiken bedrijven vooral de bakkersgist Saccharomyces cerevisiae, maar die is niet ideaal voor alle toepassingen. Daarom gingen we op zoek naar een alternatief: de niet-conventionele gist Kluyveromyces marxianus. Deze gist kan tegen hogere temperaturen, lage pH-waarden en kan verschillende suikers verwerken, eigenschappen die interessant zijn voor de industrie. In dit onderzoek hebben we 168 stammen van K. marxianus getest en de beste tien genetisch aangepast om melkzuur te produceren. De meest veelbelovende stam hebben we verder ‘getraind’ om beter om te gaan met melkzuurstress. Het resultaat? Een stam die 18% meer melkzuur maakt, minder neutralisatie nodig heeft en zelfs xylose (een suiker uit plantenresten) efficiënt omzet. Genetische analyse toonde aan dat één specifieke mutatie verantwoordelijk was voor deze verbeterde prestaties. Deze studie bewijst dat we door slimme genetische technieken te combineren met de natuurlijke diversiteit van microben krachtige ‘microbiële fabrieken’ kunnen bouwen. Zo zetten we een grote stap richting duurzame productie van bioplastics en andere groene chemicaliën.