Alpha-tubulin promoter from Chlorella vulgaris allows genetic transformation of green coccoid microalga - (:unkn) unknown (Editorial Tecnológica de Costa Rica (entidad editora), 2026)
El promotor de la alfa-tubulina de Chlorella vulgaris permite la transformación genética de una microalga verde tipo cocoide
Microalgae have become a feasible platform for high-value recombinant protein production. Although diverse sets of genetic tools for microalgae transformation have been developed, some critical elements, such as endogenous promoters, need to be improved for increasing transgene expression levels after genetic transformation. This work aims to evaluate a sequence from the 5′ upstream region of the alpha-tubulin gene from Chlorella vulgarisas a promoter for the expression of an antibiotic resistant gene in Chlorella sorokiniana. Using in silicoanalysis it was possible to identify a proximal promoter corresponding to 281 nucleotides upstream of the ATG start codon, which possessed 9 potential cis-regulatory element, including TATA Box and CAAT Box. The proximal promoter sequencewas used to drive the expression of a streptomycin-resistance gene (aada), previous optimization of its codon usage. The codon optimization of the aadasequence allowed it to obtain a GC content of 69.8% (compared to 53% of the original sequence), which increases its similarity with Chlorellasp. genomes (67.2%). Both genetic elements were cloned into the pUC57-Kan vector and transformed into C. sorokiniana cells by electroporation. The microalgae transgenic colonies were identified through culture in selective medium and PCR. Our results proved the capacity of the Chlorella vulgaris alpha-tubulin promoter to express a foreign antibiotic-resistance gene in C. sorokinianacells. Research of endogenous promoting sequences is essential in order to accomplish an efficient heterologous gene expression, especially in microalgae used for industrial production like those from Chlorella genus.
Las microalgas son plataforma viable para la producción de proteínas recombinantes. Aunque se han desarrollado diversas herramientas genéticas para la transformación de microalgas, algunos elementos, como los promotores endógenos, deben mejorarse para aumentar los niveles de expresión génica posterior al proceso de transformación. Por lo tanto, el presente estudio tiene como objetivo evaluar una secuencia de la región 5' del gen alfa-tubulina de Chlorella vulgaris, como promotor para la expresión de un gen resistencia a antibiótico en Chlorella sorokiniana. Mediante análisis in silico se logó identificar un promotor proximal, el cual poseía 9 potenciales elementos reguladores en cis, incluyendo Caja TATA y Caja CAAT. La secuencia promotora se usó para dirigir la expresión de un gen de resistencia a la estreptomicina (aada), previa optimización de su uso de codones. La optimización de codones de la secuencia aadale permitió obtener un contenido de GC del 69,8% (en comparación con el 53% del gen original), lo que aumenta su similitud con los genomas de Chlorellasp. (67.2%). Ambos elementos genéticos se clonaron en el vector pUC57-Kan y se transformaron en células de C. sorokinianamediante electroporación. Las colonias de microalgas transgénicas fueron identificadas a través de cultivo en medio selectivo y PCR. Nuestros resultados demostraron la capacidad del promotor alfa-tubulina de Chlorella vulgarispara expresar un gen heterólogo de resistencia a antibiótico en células de C. sorokiniana. La investigación de secuencias promotoras endógenas es esencial para lograr una expresión génica heteróloga eficiente, especialmente en microalgas utilizadas para la producción industrial como las del género Chlorella.
Keywords: Electroporation; kazusa; streptomycin; transgenic; TATA-box; Electroporación; kazusa; estreptomicina; transgénico; Caja TATA