Unlike Saccharomyces cerevisiae, Yarrowia lipolytica, een onconventionele gist kan groeien in de vorm van gist of mycelium in reactie op veranderingen in de omgevingscondities 1,2. Aldus kan deze dimorfe gist gebruikt als een goed model voor de studie van schimmels differentiatie, morfogenese en taxonomie 3,4,5. Het wordt algemeen beschouwd als veilig (GRAS) gistsoort, die op grote schaal wordt gebruikt om een verscheidenheid van additieven producten zoals organische zuren, polyalcoholen, aroma stoffen, emulgatoren en oppervlakteactieve 6,7,8,9. Het is een obligaat aërobe en bekende oliehoudende gist kan natuurlijk accumuleren lipiden in grote hoeveelheden, dat wil zeggen tot 70% van de cel drooggewicht 10. Het kan ook gebruik maken van een breed spectrum van koolstofbronnen voor groei, met inbegrip van verschillende soorten vervuiling in afgewerkte middelen als voedingsstoffen 11,12,13. Al deze unieke functies maken Y. lipolytica zeer aantrekkelijkdiverse biotechnologische toepassingen.
Hoewel de gehele genoomsequentie van de Y. lipolytica is gepubliceerd 14,15, genetische manipulatie van deze onconventionele gist is complexer dan andere gistsoorten. Eerste, transformatie van deze gistsoorten veel minder efficiënt door het ontbreken van een stabiele en efficiënte genetische transformatie systeem 16,17. Ten tweede, is bewerkelijk genomische integratie van lineaire expressiecassettes gebruikt voor de expressie van genen van belang geen natuurlijke episomaal plasmide systeem is in deze gist 18. Ten derde, generatie van genetische knock-outs en knock-ins zijn beperkt, omdat de gene targeting efficiency via nauwkeurige homologe recombinatie in deze gist is laag en de meeste integratie evenementen plaatsvinden via niet-homologe end-joining (NHEJ) 19.
In deze studie, melden wij een geoptimaliseerd transformatie protocol voor de Y. lipolytica Po1g stam, die gemakkelijk, snel, efficiënt en reproduceerbaar. Om de frequentie van homologe recombinatie precieze, verwijderd we Ku70 gen, dat een sleutelenzym in de route NHEJ codeert. Met de geoptimaliseerde transformatieprotocol en transformeren van een lineaire knockout cassette die flankerende gebieden van homologie 1 kb, de Ku70 gen van Y. lipolytica Po1g werd succesvol verwijderd. De robuustheid van dit gen deletie methodiek werd vervolgens aangetoond door zich te richten alcohol dehydrogenase en alcohol oxidase genen in de Po1g Ku70 Δ stam. Waargenomen werd dat de Ku70 deletie stam vertoonde een aanzienlijk hogere efficiëntie van homologe recombinatie bemiddelde gerichte mutagenese dan die van de wildtype stam Po1g. Bovendien, een replicatief Cre expressie plasmide dat het hygromycine B resistentie marker werd geconstrueerd om marker rescue voeren. De marker rescue faciliteert meerdere ronden van gen-targeting in the verkregen gen deletiemutanten. Naast gendeletie, kan ons protocol voor genetische transformatie en gendeletie beschreven worden toegepast om genen op specifieke loci voegen, en plaatsspecifieke mutaties te introduceren in de Y. lipolytica genoom.