LACTIC ACID PRODUCTION IN GENETICALLY MODIFIED Escherichia coli - Thagoon Yamoat (Chulalongkorn University, 2014)
กรดแล็กติกเป็นกรดอินทรีย์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ไอโซเมอร์ คือ กรดแอล-แล็กติก และดี-แล็กติก ซึ่งกรดแล็กติกถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตต่าง ๆ มากมาย รวมไปถึงการนำแล็กติกที่บริสุทธิ์มาใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตพอลิแล็กไตด์ (Polylactide: PLA) เพี่อใช้ในการผลิตพลาสติกที่ย่อยสลายเองได้ (Biodegradable plastic) ถึงแม้ว่า Rhizopus oryzae จะมีศักยภาพในการผลิตกรดแอล-แล็กติกที่บริสุทธิ์แต่ยังมีข้อจำกัดบางอย่าง เช่น ลักษณะทางสัณฐานวิทยาไม่เหมาะสมต่อการหมักในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ เป้าหมายในงานวิจัยนี้จึงเป็นการศึกษาการผลิตกรดแล็กติกใน Escherichia coli ที่มีการดัดแปลงพันธุกรรมของยีนที่เกี่ยวข้องในวิถีการหมัก และใน E. coli ที่มีการแสดงออกของยีน ldhA จาก R. oryzae บนพลาสมิด จากการทดลองนี้ E. coli สายพันธุ์ที่มีการทำลายยีน pta และ ldhA หากทำลายยีน pflB หรือ adhE เพิ่ม จะไม่สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน นอกเหนือไปจากนั้นการแสดงออกของยีน ldhA จาก R. oryzae บนพลาสมิด ไม่สามารถทำให้เจริญเติบโตได้ในสภาวะดังกล่าว ส่วนสายพันธุ์ที่มีการทำลายยีน pta ldhA frdC สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนแต่พบว่ามีการเจริญเติบโตน้อย แต่เมื่อมียีน ldhA จาก R. oryzae บนพลาสมิดมาแสดงออกพบว่าสามารถทำให้การเจริญเติบโตในสภาวะดังกล่าวดีขึ้น E. coli AP20 สายพันธุ์ที่มีการทำลายยีน pta ldhA frdC และมีการแสดงออกของยีน ldhA จาก R. oryzae บนพลาสมิดได้ถูกนำไปทดสอบการแสดงออกของยีนด้วยวิธี qRT-PCR แต่อย่างไรก็ตามพบว่ากิจกรรมของเอนไซม์ Lactate dehydrogenase และอัตราการเจริญเติบโตของสายพันธุ์ E. coli AP20 มีค่าน้อยกว่า E. coli สายพันธุ์ดั้งเดิม หลังจากทำการหมักในอาหารที่มีน้ำตาลกลูโคส 2 เปอร์เซ็นต์ พบการผลิตกรดแอล-แล็กติกในปริมาณที่น้อย และพบผลิตภัณฑ์อื่น ๆ มีการผลิตลดน้อยลงยกเว้นเอทานอล ทั้งนี้อาจเป็นเพราะว่าการหมุนเวียนของ NADH ไม่เพียงพอในวิถีการหมัก การใช้น้ำตาลกลูโคสถูกยับยั้งในกระบวนการ phosphoenolpyruvate:carbohydrate phosphotransferase system (PTS) หรือเป็นเพราะการแสดงออกของโปรตีนจากยูแคริโอตในโพรแคริโอต