Aspergillus oryzae — важный микроорганизм в японской пищевой промышленности, который уже более 1 000 лет используется в производстве ферментированных продуктов, таких как саке (рисовое вино), сёю (соевый соус) и мисо (соевая паста)1,2. Он обладает способностью выделять большое количество белков, таких как протеазы и амилазы3. Также доступна информация о последовательности генома A. oryzae 4. Более того, для этого гриба были созданы мощные и практически полезные методы генной инженерии 5,6,7,8,9,10. Благоприятные трансформанты были использованы в качестве хозяев для секреторной продукции гетерологичных белков 11,12,13,14.
Электропорация, агробактериально-опосредованная трансформация и протопласт-опосредованная полиэтиленгликоль (ПЭГ) трансформация являются методами, используемыми для введения гетерологичных генов в A. oryzae 15,16,17. ПЭГ-опосредованный метод трансформации протопластов широко используется с тех пор, как в 1979-1979 гг. впервые был описан метод трансформации протопластов. В этом методе протопласты получают и смешивают с ПЭГ и гетерологичным геном, который должен быть введен в клетки. Стенки протопластов ферментативно скомпрометированы, что делает клетки уязвимыми к физическим нагрузкам и изменениям осмотического давления19,20. Традиционный метод скрининга, используемый при производстве секреторных гетерологичных белков, включает три этапа: получение положительных трансформантов (на мягкой агаровой пластине), отбор истинных и ложных трансформантов (на агаровой пластине) и оценка секреторной продукции гетерологичных белков (в жидкой культуре); каждый из этих шагов занимает семь дней (рисунок 1). Таким образом, традиционный метод обычно требует около трех недель.
Время, необходимое для скрининга трансформированных клеток A. oryzae , намного больше, чем для других микроорганизмов, обычно используемых в биотехнологических исследованиях, что делает процесс более громоздким. Например, при использовании Escherichia coli в качестве хозяина от введения ДНК до подтверждения ее эффекта21 проходит примерно два дня.
Чтобы обойти ограничение, связанное с использованием A. oryzae , как упоминалось выше, в настоящее время введен новый метод прямого скрининга на жидкостных культурах (DLC), который позволяет проводить более быстрый и простой скрининг для оценки секреторной продукции гетерологичных белков (рис. 1). В методе DLC используется уридин ауксотрофный мутант и богатая питательными веществами жидкая среда. Используя этот метод, этап скрининга может быть завершен в течение шести дней после введения ДНК в протопласты в формате 200 мл или в течение 10 дней в формате микропланшетов с 24 лунками. Кроме того, при этом методе не требуется трудоемкая и трудоемкая подготовка агарового тарелочного материала. Использование нового метода имеет огромное преимущество, особенно учитывая тот факт, что традиционный метод требует двух различных сред: мягкой агаровой пластины для получения положительных трансформаторов, которая требует осторожного обращения и контроля температуры, и твердой агаровой пластины для выбора истинных трансформаторов.

Рисунок 1: Схема опосредованного полиэтиленгликолем (ПЭГ) протопластного превращения нитчатого гриба Aspergillus oryzae.
(Верхняя панель) Традиционный метод скрининга. (Нижняя панель) Метод прямого скрининга жидкостных культур (DLC). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.