Nygård forskargrupp

Syntetisk transkriptionskontrollsmaskineri uttryckt i svampar. Bild från Mozsik et al., 2019.

Det övergripande syftet med vår forskning är att påskynda design-build-test-learn cykeln, konceptet vi använder för att tillverka nya eller förbättrade cellfabriker som kan omvandla lignocellulosabiomassa (industriella sidoströmmar som kommer från restmaterial av växter) − eller sockerarter − till plattforms- eller precisionskemikalier. Exempel på produkter vi har som mål att tillverka är mjölksyra, aromatiska kemikalier och mycoprotein. Vi arbetar också med att förbättra toleransen mot inhibitorer i lignocellulosahydrolysat och med samtida användning av olika kolkällor.

Översikt över jästcellers svar på ättiksyrastress baserat på CRISPRi transkriptionsreglering av essentiella gener. Översikt över jästcellers svar på ättiksyrastress baserat på CRISPRi transkriptionsreglering av essentiella gener. — Översikt över jästcellers svar på ättiksyrastress baserat på CRISPRi transkriptionsreglering av essentiella gener. Figur från Mukherjee et al., 2021. Vår hypotes är att en förändring av uttrycket av proteasomala gener kan bidra till celler som är mer toleranta mot oxidativ stress, något vi vill titta närmare på i vår framtida forskning.

Cellfabriksdesign och stamutveckling

Vi arbetar främst med jäst och filamentösa svampar och använder industriella stammar då vi vill tillhandahålla lösningar som kan fungera och ge resultat även i stor skala. Vi använder både klassisk stamförbättring (adaptiv evolution och mutagenes) och genteknik för att omvandla mikroorganismerna till mer produktiva, robusta och inhibitortoleranta produktionsvärdar.

CRISPR/Cas9-baserad genomredigering och reglering av transkription

Vi utvecklar genomediterings- och transkriptionsregleringsverktyg baserade på CRISPR/Cas9-teknologin och syntetiska transkriptionsfaktorer. För att konstruera filamentösa svampar använder vi vanligtvis Cas9-ribonukleopartiklar, då vi kan förändra genomet utan att behöva utveckla nya genetiska verktyg anpassade för specifika arter, vilket påskyndar utvecklingen av nya stammar. För jäst har vi skapat en CRISPRa/i-verktygslåda som gör det möjligt att skapa och utvärdera stora mängder av stamvarianter.

Biosensorer och high-throughput screening

Vi arbetar med stora stambibliotek, såsom CRISPRi-samlingar som vi screenar under varierande förhållanden, i high-throughput. Vi har utvecklat screeningmetoder som gör det möjligt att utvärdera tillväxt direkt i relevant biomassa, vilket möjliggör utvecklingen av cellfabriker för industriell tillämpning. Ett annat forskningstema är att utveckla och använda biosensorer för screening och stamutvecklingsändamål.