細菌多糖類とグリココンジュゲートワクチンの発現を強化するためのEコリ株のスイートのエンジニアリング

背景：Glycoengineeringは、バイオテクノロジーの主力菌であるEscherichia coliで、特にグリココンジュゲートワクチン候補の生産（生物委員会）の生産のために、急速に進化する分野です。グリココンジュゲートの効率的な産生には、3つの成分の細菌細胞内で協調的な発現が必要です：キャリアタンパク質、グリカン抗原、および結合酵素の酵素はタイムリーに。したがって、適切な大腸菌宿主細胞の選択は最も重要です。微生物シャーシエンジニアリングは、化学物質とバイオポリマーの収量を改善するために長い間使用されてきましたが、ワクチン生産への適用はまばらです。 結果：この研究では、肺炎球菌類似物ワクチンの収率が増加する範囲で、肺炎球菌カプセル多糖の発現を強化するために合理的に選択された成分の除去および/または添加により、11の大腸菌株のファミリーを設計しました。重要なことに、すべての株は、細菌細胞で産生される治療薬の汚染物質であるエンドトキシンの解毒バージョンを発現しています。各株のゲノムの背景は、CRISPRを使用して反復的な方法で変更され、抗生物質マーカーや瘢痕シーケンスのない株を生成しました。 結論：この研究で生成された11の修正株のうち、大腸菌、ペレグリン、スパロウホークはすべて、S。pneumoniae血清型4カプセルの産生の増加を示しました。イーグル（染色体から発現したガルナックエピメラーゼとPGLBを含む腸内菌の一般的な抗原のない株）およびスパロウホーク（腸内抗原、O-抗原リガーゼおよび鎖長方向の決定剤、ガルナックエピメラーゼ、およびストレプトコッカスムクス菌腸内膜からの鎖長さレジュレーターを含む鎖長さを含む鎖長方）ベース株W3110で生成されたものよりも4倍および14×より多くのグリカンを持つACRA-SP4コンジュゲートをそれぞれ生成しました。肺炎球菌ワクチン候補の生産への適用を超えて、11の新しい株の銀行は、グリコエンジニアリングコミュニティにとって非常に貴重なリソースになります。

BACKGROUND: Glycoengineering, in the biotechnology workhorse bacterium, Escherichia coli, is a rapidly evolving field, particularly for the production of glycoconjugate vaccine candidates (bioconjugation). Efficient production of glycoconjugates requires the coordinated expression within the bacterial cell of three components: a carrier protein, a glycan antigen and a coupling enzyme, in a timely fashion. Thus, the choice of a suitable E. coli host cell is of paramount importance. Microbial chassis engineering has long been used to improve yields of chemicals and biopolymers, but its application to vaccine production is sparse. RESULTS: In this study we have engineered a family of 11 E. coli strains by the removal and/or addition of components rationally selected for enhanced expression of Streptococcus pneumoniae capsular polysaccharides with the scope of increasing yield of pneumococcal conjugate vaccines. Importantly, all strains express a detoxified version of endotoxin, a concerning contaminant of therapeutics produced in bacterial cells. The genomic background of each strain was altered using CRISPR in an iterative fashion to generate strains without antibiotic markers or scar sequences. CONCLUSIONS: Amongst the 11 modified strains generated in this study, E. coli Falcon, Peregrine and Sparrowhawk all showed increased production of S. pneumoniae serotype 4 capsule. Eagle (a strain without enterobacterial common antigen, containing a GalNAc epimerase and PglB expressed from the chromosome) and Sparrowhawk (a strain without enterobacterial common antigen, O-antigen ligase and chain length determinant, containing a GalNAc epimerase and chain length regulators from Streptococcus pneumoniae) respectively produced an AcrA-SP4 conjugate with 4 × and 14 × more glycan than that produced in the base strain, W3110. Beyond their application to the production of pneumococcal vaccine candidates, the bank of 11 new strains will be an invaluable resource for the glycoengineering community.