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In silico strategies to couple production of bioethanol with growth in cyanobacteria

By Romina Daniela Lasry Testa, Claudio Delpino, Vanina Gisela Estrada and María Soledad Díaz

Abstract

Cyanobacteria have been considered as promising candidates for sustainable bioproduction from inexpensive raw materials, as they grow on light, carbon dioxide, and minimal inorganic nutrients. In this study, we present a genome-scale metabolic network model for Synechocystis sp. PCC 6803 and study the optimal design of the strain for ethanol production by using a mixed integer linear problem reformulation of a bilevel programming problem that identifies gene knockouts which lead to coupling between growth and product synthesis. Five mutants were found, where the in silico model predicts coupling between biomass growth and ethanol production in photoautotrophic conditions. The best mutant gives an in silico ethanol production of 1.054 mmol·gDW −1·h −1.Fil: Lasry Testa, Romina Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Delpino, Claudio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Estrada, Vanina Gisela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Díaz, María Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentin

Topics: BILEVEL PROGRAMMING, BIOETHANOL, COUPLED MUTANT, CYANOBACTERIA, GENOME-SCALE METABOLIC MODEL, STRAIN DESIGN, Otras Ingeniería Química, Ingeniería Química, INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS, Bioproductos, Biomateriales, Bioplásticos, Biocombustibles, Bioderivados, etc., Biotecnología Industrial, INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
Publisher: 'Wiley'
Year: 2019
DOI identifier: 10.1002/bit.26998
OAI identifier: oai:ri.conicet.gov.ar:11336/114533
Provided by: CONICET Digital
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