Projektbeschreibung
Herstellung pflanzlicher Therapeutika auf mikroorganischer Basis
Monoterpen-Indolalkaloide (MIA) sind pflanzliche Metaboliten von sehr großer Vielfalt – mehr als 2 000 davon leiten sich von einem gemeinsamen Ausgangsstoff ab. Die Krebsmedikamente Irinotecan, Vinblastin und Vincristin zählen zu den wenigen MIA-Therapeutika, die am Markt bereits etabliert sind. Das EU-finanzierte Projekt MIAMi zielt auf die Entwicklung neuer Instrumente und Methoden ab, um die Komplexität der Biosynthesewege bei Pflanzen zu entschlüsseln und ihre Herstellung in Mikroorganismen zu optimieren. Die Forschenden möchten Technologien zur Entdeckung neuer Biosynthesewege entwickeln, um eine nachhaltige Produktion von pflanzlich basierten Therapeutika auf der Grundlage genetisch verfolgbarer Wirtspflanzen zu ermöglichen. Die Technologie des Teams soll zur Refaktorisierung und phänotypischen Charakterisierung von mehr als 1 000 MIA-Signalwegen dienen, sodass die Produktion in Hefen gesteigert werden kann. Gegenwärtiges Ziel des Projekts ist es, drei MIA-Leitsubstanzen und 15 MIA-Analoga zu ermitteln.
Ziel
Plants produce some of the most potent human therapeutics and have been used for millennia to treat illnesses. The monoterpenoid indole alkaloids (MIAs) are plant secondary metabolites that show a remarkable structural diversity and pharmaceutically valuable biological activities with more than 2,000 MIAs derived from the common precursor strictosidine. However, because most MIA chemicals do not have their biosynthetic pathways elucidated and MIA-producing plants are not genetically trackable, MIAs are under-represented in recently introduced medicines. In the consortium for Refactoring of Monoterpenoid Indole Alkaloids in Microbial Cell Factories (MIAMi) our main objective is to develop sustainable microbial production of new human therapies for the benefit of the European biotech industry, human health, and the environment. To do so, MIAMi will i) develop a new approach for MIA biosynthetic pathway discovery in plants founded on supervised learning algorithms based on omics data sampled from > 20 MIA producing plants, ii) contribute to standardisation of bioengineering by development of SOPs for characterisation of > 100 DNA elements for control of gene expression, protein interactions, and sub-cellular localisation, iii) build a public parts repository and Bio-CAD for forward engineering of compartmentalised biosynthetic pathway designs in yeast, and iv) apply automated genome engineering to prototype > 1,000 new-to-nature MIA biosynthetic pathway designs in order to identify robust designs for scale-up microbial MIA production processes, and evaluate the environmental benefits and risks compared to existing value chains. The excellent, interdisciplinary and inter-sectorial consortium will showcase the use of the new approaches and standardised data inventory to produce both commercially available and new-to-market MIAs rauwolscine, tabersonine and alstonine in yeast, and finally test their bioactivity as new cancer and psychosis treatment drug leads.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencescomputer and information sciencesartificial intelligencemachine learningsupervised learning
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsDNA
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteins
- medical and health sciencesclinical medicineoncology
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsgenomes
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
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Dänemark