A truncated form of the Carbon catabolite repressor 1 increases cellulase production in Trichoderma reesei
Creators
- 1. TU Wien
- 2. Universidade de Brasília
Description
Rut-C30 is a cellulase-hyperproducing Trichoderma reesei strain and, consequently, became the ancestor of most industry strains used in the production of plant cell wall-degrading enzymes, in particular cellulases. Due to three rounds of undirected mutagenesis its genetic background differs from the wild-type QM6a in many ways, of which two are the lack of a 83 kb large sequence in scaffold 15 and the partial lack of the gene encoding the Carbon catabolite repressor 1 (CREI). However, it is still unclear, what exactly enhances cellulase production in Rut-C30. The investigation of the expression of two genes encoding cellulases (cbh1 and cbh2) and the gene encoding their main transactivator (xyr1) revealed that the presence of the truncated form of CREI (CREI-96) contributes more to the Rut-C30 phenotype than a general loss of CREI-mediated carbon catabolite repression (cre1 deletion strain) or the deletion of 29 genes encoded in the scaffold 15 (83 kb deletion strain). We found that the remaining cre1 in Rut-C30 (cre1-96) is transcribed into mRNA, that its putative gene product (Cre1-96) is still able to bind DNA, and that the CREI-binding sites in the upstream regulatory regions of the chosen CREI-target genes are still protected in Rut-C30. As it was previously reported that CREI acts on the nucleosome positioning, we also analyzed chromatin accessibility of the core promoters of CREI-target genes and found them open even on D-glucose in the presence of CREI-96. The lack of the full version of CREI in Rut-C30 corresponds with a partial release from carbon catabolite repression but is not completely explained by the lack of CREI. In contrast, the truncated CREI-96 of Rut-C30 exerts a positive regulatory influence on the expression of target genes. Mechanistically this might be explained at least partially by a CREI-96-mediated opening of chromatin.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
RUT - C30 هي سلالة من سلالة Trichoderma reesei المفرطة في إنتاج السليولاز، وبالتالي أصبحت سلف معظم سلالات الصناعة المستخدمة في إنتاج إنزيمات تحلل جدار الخلية النباتية، ولا سيما السليولاز. نظرًا لثلاث جولات من الطفرات غير الموجهة، تختلف خلفيتها الجينية عن النوع البري QM6a من نواحٍ عديدة، منها اثنتان هما عدم وجود تسلسل كبير يبلغ 83 كيلوبايت في السقالة 15 والافتقار الجزئي للجين الذي يشفر كاظم مستقلب الكربون 1 (CREI). ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح ما الذي يعزز بالضبط إنتاج السليلوز في Rut - C30. كشف التحقيق في التعبير عن جينين يشفران السليولاز (cbh1 و cbh2) والجين الذي يشفر منشطهما الرئيسي (xyr1) أن وجود الشكل المبتور من CREI (CREI -96) يساهم أكثر في النمط الظاهري Rut - C30 من الفقدان العام لكبت مقوي الكربون بوساطة CREI (سلالة الحذف cre1) أو حذف 29 جينًا مشفرة في السقالة 15 (سلالة الحذف 83 كيلوبايت). وجدنا أن الكري 1 المتبقي في RUT - C30 (cre1 -96) يتم نسخه إلى الحمض النووي الريبوزي المرسال، وأن منتج الجين المفترض (Cre1 -96) لا يزال قادرًا على ربط الحمض النووي، وأن مواقع ربط CREI في المناطق التنظيمية العليا لجينات CREI المستهدفة المختارة لا تزال محمية في RUT - C30. كما ورد سابقًا أن CREI تعمل على تحديد موضع الجسيمات النووية، قمنا أيضًا بتحليل إمكانية الوصول إلى الكروماتين للمروجين الأساسيين للجينات المستهدفة CREI ووجدناها مفتوحة حتى على D - glucose في وجود CREI -96. يتوافق الافتقار إلى النسخة الكاملة من CREI في RUT - C30 مع الإطلاق الجزئي من كبت مستقلب الكربون ولكن لا يتم تفسيره بالكامل من خلال الافتقار إلى CREI. على النقيض من ذلك، فإن CREI -96 المبتورة لـ RUT - C30 تمارس تأثيرًا تنظيميًا إيجابيًا على التعبير عن الجينات المستهدفة. من الناحية الميكانيكية، يمكن تفسير ذلك جزئيًا على الأقل من خلال فتح الكروماتين بوساطة CREI -96.Translated Description (French)
Rut-C30 est une souche de Trichoderma reesei hyperproductrice de cellulase et, par conséquent, est devenue l'ancêtre de la plupart des souches industrielles utilisées dans la production d'enzymes dégradant la paroi cellulaire des plantes, en particulier les cellulases. En raison de trois cycles de mutagenèse non dirigée, son fond génétique diffère du QM6a de type sauvage à bien des égards, dont deux sont l'absence d'une grande séquence de 83 kb dans l'échafaudage 15 et l'absence partielle du gène codant pour le répresseur 1 du catabolite carboné (CREI). Cependant, on ne sait toujours pas ce qui améliore exactement la production de cellulase dans Rut-C30. L'investigation de l'expression de deux gènes codant pour les cellulases (cbh1 et cbh2) et du gène codant pour leur transactivateur principal (xyr1) a révélé que la présence de la forme tronquée de CREI (CREI-96) contribue plus au phénotype Rut-C30 qu'une perte générale de répression des catabolites de carbone médiée par CREI (souche de délétion cre1) ou la délétion de 29 gènes codés dans l'échafaudage 15 (souche de délétion de 83 kb). Nous avons constaté que le cre1 restant dans Rut-C30 (cre1-96) est transcrit en ARNm, que son produit génique présumé (Cre1-96) est toujours capable de se lier à l'ADN, et que les sites de liaison CREI dans les régions régulatrices en amont des gènes cibles CREI choisis sont toujours protégés dans Rut-C30. Comme il a été précédemment rapporté que le CREI agit sur le positionnement des nucléosomes, nous avons également analysé l'accessibilité de la chromatine des promoteurs centraux des gènes cibles du CREI et les avons trouvés ouverts même sur le D-glucose en présence du CREI-96. L'absence de la version complète de CREI dans Rut-C30 correspond à une libération partielle de la répression des catabolites de carbone mais n'est pas complètement expliquée par l'absence de CREI. En revanche, le CREI-96 tronqué de Rut-C30 exerce une influence régulatrice positive sur l'expression des gènes cibles. Mécaniquement, cela pourrait s'expliquer au moins partiellement par une ouverture de la chromatine médiée par CREI-96.Translated Description (Spanish)
Rut-C30 es una cepa de Trichoderma reesei hiperproductora de celulasa y, en consecuencia, se convirtió en el antepasado de la mayoría de las cepas industriales utilizadas en la producción de enzimas que degradan la pared celular de las plantas, en particular las celulasas. Debido a tres rondas de mutagénesis no dirigida, su fondo genético difiere del QM6a de tipo salvaje en muchos aspectos, de los cuales dos son la falta de una secuencia grande de 83 kb en el andamio 15 y la falta parcial del gen que codifica el represor de catabolito de carbono 1 (crei). Sin embargo, aún no está claro qué es exactamente lo que mejora la producción de celulasa en Rut-C30. La investigación de la expresión de dos genes que codifican celulasas (cbh1 y cbh2) y el gen que codifica su transactivador principal (xyr1) reveló que la presencia de la forma truncada de CREI (CREI-96) contribuye más al fenotipo Rut-C30 que una pérdida general de la represión del catabolito de carbono mediada por CREI (cepa de deleción cre1) o la deleción de 29 genes codificados en el andamio 15 (cepa de deleción de 83 kb). Encontramos que el cre1 restante en Rut-C30 (cre1-96) se transcribe en ARNm, que su supuesto producto génico (Cre1-96) todavía es capaz de unirse al ADN y que los sitios de unión a CREI en las regiones reguladoras aguas arriba de los genes diana CREI elegidos todavía están protegidos en Rut-C30. Como se informó anteriormente que CREI actúa sobre el posicionamiento del nucleosoma, también analizamos la accesibilidad a la cromatina de los promotores centrales de los genes diana de CREI y los encontramos abiertos incluso en D-glucosa en presencia de CREI-96. La falta de la versión completa de crei en Rut-C30 se corresponde con una liberación parcial de la represión del catabolito de carbono, pero no se explica completamente por la falta de crei. Por el contrario, el CREI-96 truncado de Rut-C30 ejerce una influencia reguladora positiva sobre la expresión de los genes diana. Mecánicamente, esto podría explicarse al menos parcialmente por una apertura de cromatina mediada por CREI-96.Files
s13068-014-0129-3.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:93c24de8471d99374f94d86145f3f986
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يزيد الشكل المبتور لمثبط المستقلب الكربوني 1 من إنتاج السليولاز في المشعرة الجلدية
- Translated title (French)
- Une forme tronquée du répresseur de catabolite carboné 1 augmente la production de cellulase chez Trichoderma reesei
- Translated title (Spanish)
- Una forma truncada del represor de catabolito de carbono 1 aumenta la producción de celulasa en Trichoderma reesei
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4231242034
- DOI
- 10.1186/preaccept-1335258154131746