The odd one: design of yeast to produce healthy fatty acids
- Reference number
- ID21-0075
- Project leader
- Olsson, Lisbeth
- Start and end dates
- 220101-261231
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Life Science Technology
Summary
This project aims to produce odd-chain fatty acids (OCFAs) using microbial cell factories. OCFAs have several health benefits and they can be supplied through the diet. There is currently no industrial production of OCFAs, but the most promising future route is through microbial fermentation. Several oleaginous yeast species have been identified that can accumulate lipids to more than 20% of their total weight, but they mainly produce fatty acids with even chain lengths. Yeast can also produce OCFAs when fed with propionate, which is converted to fatty acids via the intermediate propionyl-CoA. However, many yeasts are inhibited even at low concentrations of propionate. Another alternative can be to start from glucose and via metabolic engineering provide the yeast with a pathway for production of propionyl-CoA. Which approach that will be most successful depends mainly on how much OCFAs the yeast can ultimately produce. In this project, we will first identify the most suitable yeast host strain for the purpose, and then optimize its ability to convert propionate and/or glucose to OCFAs using metabolic engineering and classical strain development. Finally, the produced yeast cellfactories and their process performance will be evaluated both technically and economically. The project is expected to generate both new technology and new knowledge that can form the basis for a long-term transition to a more sustainable food production.
Popular science description
Fett är en viktig energikälla för våra kroppar och är avgörande för att kroppen ska kunna bygga och reparera celler, tillverka hormoner och tillgodogöra sig fettlösliga vitaminer. Genom kosten förser vi oss med fettsyror som kroppen inte kan tillverka själv. Det här projektet syftar till att producera fettsyror med udda kedjelängd som har visats ha flera positiva hälsoeffekter. Dessa omfattar bland annat lägre mortalitet och minskad risk för fetma, hjärt- och kärlsjukdomar samt typ 2 diabetes. Dessa fettsyror med udda kedjelängd finns naturligt i små mängder i bröstmjölk, mejerivaror och i vissa fiskar och växter. Studier visar dock att vi får i oss färre och färre mängder av dessa nyttiga fettsyror. Ett sätt att få i oss mer är att berika livsmedel med dessa nyttiga fettsyror, men i dagsläget finns ingen industriell produktion utvecklad för att tillgodose behovet. Den mest lovande processen är att använda mikroorganismer såsom jäst för att omvandla hållbara råvaror till de eftertraktade fettsyrorna. Det finns flera slags fettrika jästarter som kan lagra så mycket fettsyror att mer än 20 % av deras vikt är fettsyror, problemet är bara att de producerar fettsyror med en jämn kedjelängd. Målet med projektet är därför att utveckla en jäst som både producerar mycket och de rätta fettsyrorna. Som en första del i projektet kommer vi att undersöka flera olika jästarter, för att identifiera vilka av dem som kan producera mycket fettsyror och med udda kedjelängd. Den mest intressanta jästen kommer vi att omvandla till en cellfabrik med hjälp av metabolisk ingenjörskonst och en forcerad evolution. Vi kommer också att kartlägga hur man får jäst att effektivt producera de åtråvärda fettsyrorna i en jäsningsprocess. En viktig del i all produktion är att den är hållbar och då är råvarorna som används speciellt viktiga. I vårt projekt kommer vi att utvärdera möjligheten att använda socker från avfallsströmmar och flyktiga korta fettsyror från anaerob rötning som råmaterial. Lyckas projektet kan det få stor betydelse för livsmedelsindustrin, då detta projekt kan visa vägen för hållbar mikrobiell produktion av livsmedelsingredienser, i detta fall nyttiga fetter. Detta kan vara ett steg på vägen för industrin att i ett vidare perspektiv ställa om till en mer hållbar produktion. Projektet kommer att generera ny kunskap och teknik, samt en doktor med högst relevant kompetens för omställningen till ett bättre samhälle.