Aspergillus oryzae, Japon gıda endüstrisinde 1.000 yılı aşkın bir süredir sake (pirinç şarabı), shoyu (soya sosu) ve miso (soya fasulyesi ezmesi) gibi fermente gıdaların üretiminde kullanılan önemli bir mikroorganizmadır1,2. Proteazlar ve amilazlar gibi büyük miktarda protein salgılama yeteneğine sahiptir3. A. oryzae için genom dizisi bilgisi de mevcuttur4. Ayrıca, bu mantar 5,6,7,8,9,10 için güçlü ve pratik olarak kullanışlı genetik mühendisliği teknikleri kurulmuştur. Uygun transformantlar, heterolog proteinlerin 11,12,13,14 salgı üretimi için konakçı olarak kullanılmıştır.
Elektroporasyon, Agrobakteri aracılı transformasyon ve polietilen glikol (PEG) aracılı protoplast transformasyonu, heterolog genleri A. oryzae 15,16,17'ye sokmak için kullanılan tekniklerdir. PEG aracılı protoplast transformasyon yöntemi, ilk olarak 1979'da Neurospora crassa için bildirildiğinden beri yaygın olarak kullanılmaktadır18. Bu yöntemde protoplastlar hazırlanır ve PEG ve hücrelere verilecek olan heterolog gen ile karıştırılır. Protoplastların duvarları enzimatik olarak tehlikeye girer, bu da hücreleri fiziksel strese ve ozmotik basınçtaki değişikliklere karşı savunmasız hale getirir19,20. Heterolog proteinlerin salgı üretiminde kullanılan geleneksel tarama yöntemi üç adım içerir: pozitif dönüştürücülerin elde edilmesi (yumuşak agar plakası üzerinde), doğru ve yanlış dönüştürücülerin seçimi (agar plakası üzerinde) ve heterolog proteinlerin salgı üretiminin değerlendirilmesi (sıvı kültürde); bu adımların her biri yedi gün sürer (Şekil 1). Bu nedenle, geleneksel yöntem tipik olarak yaklaşık üç hafta gerektirir.
Transforme olmuş A. oryzae hücrelerinin taranması için gereken süre, biyoteknoloji araştırmalarında yaygın olarak kullanılan diğer mikroorganizmalar için gerekenden çok daha uzundur ve bu da süreci daha hantal hale getirir. Örneğin, Escherichia coli'yi bir konakçı olarak kullanırken, DNA'nın girişinden etkisinin doğrulanmasına kadar yaklaşık iki gün sürer21.
Yukarıda belirtildiği gibi A. oryzae'nin kullanımıyla ilişkili sınırlamayı aşmak için, burada, heterolog proteinlerin salgı üretiminin değerlendirilmesi için daha hızlı ve basit bir tarama sağlayan yeni bir doğrudan sıvı kültür (DLC) tarama yöntemi tanıtılmaktadır (Şekil 1). DLC yönteminde, bir üridin oksotrofik mutant ve besin açısından zengin bir sıvı ortam kullanılır. Bu yöntem kullanılarak, tarama adımı, DNA'nın 200 mL'lik bir şişe formatında protoplastlara girmesinden sonraki altı gün içinde veya 24 oyuklu bir mikroplaka formatında 10 gün içinde tamamlanabilir. Ayrıca, bu yöntemde agar plakası ortamının zaman alıcı ve zahmetli bir şekilde hazırlanmasına gerek yoktur. Özellikle geleneksel yöntemin iki farklı ortam gerektirdiği gerçeği göz önüne alındığında, yeni açıklanan yöntemin kullanılmasında büyük bir avantaj vardır: dikkatli kullanım ve sıcaklık kontrolü gerektiren pozitif transformatörlerin elde edilmesi için yumuşak agar plakası ve gerçek dönüştürücülerin seçimi için katı agar plakası.

Şekil 1: Filamentli mantar Aspergillus oryzae'nin polietilen glikol (PEG) aracılı protoplast dönüşümünün şeması.
(Üst panel) Konvansiyonel tarama yöntemi. (Alt panel) Doğrudan sıvı kültür (DLC) tarama yöntemi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.