Yeast Strains for Expression of Foreign Genes

Abstract

Yeasts have been utilized in the production of breads and beverages for ages. Greatly increased information on the genome of bakers yeast (Saccharomyces cerevisae) offers opportunities for the production of a variety of chemicals, e.g. pharmaceuticals, in a more economical and safer way than hitherto. Several valuable chemicals are now produced in this manner, e.g. steroid hormones and antimarial drugs, but substantial obstacles have been encountered in attempts to produce other compounds such as fungal type polyketides, a valuable group of pharmaceuticals including the statins. Recent research indicates that the complete block in expression of some exogenous genes in yeast may stem from pronounced differences in codon utilization. Certain codons are seldom used in yeast and accordingly the levels of the corresponding tRNAs are low. In this project we will investigate what codons hinder translation, to what degree and the effects of tandem rare codons. We will also test whether increasing the number of cognate tRNA genes can alleviate the translation blockage. The results may have substantial impact in the fermentation and pharmaceutical industries, especially when it comes to the expression of exogenous genes, as well as being an important contribution to the yeast scientific community.

Gersveppir (Saccharomyces cerevisae) hafa lengi verið notaðir til baksturs og bruggunar. Með aukinni þekkingu á gerð og starfsháttum erfðamengis gersveppa opnast möguleikar til framleiðslu á margvíslegum efnum með ódýrari, öruggari og hentugri hætti en verið hefur. Nokkur verðmæt efni eru nú framleidd á þennan hátt, m.a. sterahormónar og malaríulyf, en í rannsóknum okkar og fleiri hafa komið í ljós verulegar hindranir við framleiðslu ýmissa áhugaverðra efna, m.a. fjölketíðefna en meðal þeirra eru svonefnd statin lyf. Nýlega birtar rannsóknir benda til þess að algjör skortur á tjáningu sumra utanaðkomandi gena í gersveppum og öðrum lífverum kunni að stafa af mismun í notkun táknaþrennda. Ákveðnar táknaþrenndir eru lítið notaðar í gersveppum og lítið magn er af þeim tRNA sameindum sem þýða þessar þrenndir. Markmiðið rannsóknarinnar var að kanna hversu mikil áhrif sjaldgæfir táknar hafa á þýðingu, hvaða táknar koma þar helst við sögu og hversu margir þeir þurfa að vera. Jafnframt var kannað hvort aflétta mætti þýðingarhindrun með því að auka fjölda samsvarandi tRNA gena.