Team:Wash U/French/Project

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Resume

Notre projet a pour objectif de maximiser la productivité de la photosynthèse pour une culture de Rhodobacter sphaeroides à la fois élevés et faibles intensités de lumière dans un bioréacteur par la régulation de synthèse de la taille de la lumière-récolte antenne. Nous avons choisi d'entreprendre un tel projet dans R. sphaeroides en raison de son bien caractérisés et de génétique de la photosynthèse. Le système d'antenne fonctions d'étendre le spectre de la lumière disponible pour la photosynthèse en absorbant des longueurs d'ondes différentes de celle du centre réactionnel. Essentiellement, il est comme le plat autour du récepteur principal de toute l'antenne. Marine bactéries, telles que R. sphaeroides, a évolué très grande antenne complexes à absorber la lumière dans un milieu naturel où il existe une grande concurrence pour les photons. En conséquence, le mécanisme de photosynthèse est un peu saturé à faible intensité de la lumière en une synthèse de non-concurrence, comme un bioréacteur. Cela entraîne jusqu'à 95% des photons accessoires pour être dissipée sous forme de chaleur ou de fluorescence par les bactéries à l'extérieur d'un bioréacteur à travers un processus appelé Quenching non photochimique (NPQ) (Mussgnug et al., 2007). En substance, ces photons sont gaspillés comme NPQ réduit la pénétration de la lumière dans un bioréacteur et prive les cellules à l'intérieur de photons.Une méthode qui a été montré pour améliorer l'efficacité photosynthétique est la réduction de la lumière, la récolte antenne tailles (Polle et al., 2002, Mussgnug et al., 2007). Cependant, les approches actuelles à cet effet compter sur génétique germinale, et en tant que tels sont difficiles à contrôler précisément du point de vue du génie métabolique et de la biologie synthétique. Notre intention est de créer un système plus dynamique de faire varier la taille d'antenne qui dépend de l'intensité de la lumière incidente et qui peut facilement être optimisé en utilisant la biologie de synthèse de principes. Ce système devrait aboutir à la bactérie à l'extérieur du bioréacteur exprimant antenne récolte moins de lumière que les cellules de protéines à l'intérieur, de réduire NPQ tout en maintenant une forte absorption de photons accessoires. Nous mettrons l'accent sur la modification de la quantité de la récolte Light Complex 2 (LH2) par la réglementation de la pucB / A gènes qui codent pour les deux sous-unités du complexe. LH2 absorbe un maximum de photons à la longueur d'onde de 842 nm et des entonnoirs de conversion de l'énergie à LH1 et le centre réactionnel. Le ratio des complexes LH2 pour LH1 naturellement varie de 3,0 à 6,7 en fonction de diverses conditions de luminosité (Scheuring et al., 2005).Nous proposons que, si ce ratio de LH2 de LH1 est modifié l'ordre de 0-7 ou plus en réponse à l'intensité de la lumière incidente, la photosynthèse l'efficacité et la productivité d'une culture de R. sphaeroides mai être maximisée.
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-== '''Abstract''' ==
+== '''Resume''' ==
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-Our project goal is to maximize the photosynthetic productivity for a culture of Rhodobacter sphaeroides under both high and low light intensities in a bioreactor by synthetically regulating the size of the light-harvesting antenna.   We chose to undertake such a project in R. sphaeroides due to its well-characterized photosynthetic and genetic system.
+Notre projet a pour objectif de maximiser la productivité de la photosynthèse pour une culture de Rhodobacter sphaeroides à la fois élevés et faibles intensités de lumière dans un bioréacteur par la régulation de synthèse de la taille de la lumière-récolte antenne. Nous avons choisi d'entreprendre un tel projet dans R. sphaeroides en raison de son bien caractérisés et de génétique de la photosynthèse. Le système d'antenne fonctions d'étendre le spectre de la lumière disponible pour la photosynthèse en absorbant des longueurs d'ondes différentes de celle du centre réactionnel. Essentiellement, il est comme le plat autour du récepteur principal de toute l'antenne. Marine bactéries, telles que R. sphaeroides, a évolué très grande antenne complexes à absorber la lumière dans un milieu naturel où il existe une grande concurrence pour les photons. En conséquence, le mécanisme de photosynthèse est un peu saturé à faible intensité de la lumière en une synthèse de non-concurrence, comme un bioréacteur. Cela entraîne jusqu'à 95% des photons accessoires pour être dissipée sous forme de chaleur ou de fluorescence par les bactéries à l'extérieur d'un bioréacteur à travers un processus appelé Quenching non photochimique (NPQ) (Mussgnug et al., 2007). En substance, ces photons sont gaspillés comme NPQ réduit la pénétration de la lumière dans un bioréacteur et prive les cellules à l'intérieur de photons.Une méthode qui a été montré pour améliorer l'efficacité photosynthétique est la réduction de la lumière, la récolte antenne tailles (Polle et al., 2002, Mussgnug et al., 2007). Cependant, les approches actuelles à cet effet compter sur génétique germinale, et en tant que tels sont difficiles à contrôler précisément du point de vue du génie métabolique et de la biologie synthétique. Notre intention est de créer un système plus dynamique de faire varier la taille d'antenne qui dépend de l'intensité de la lumière incidente et qui peut facilement être optimisé en utilisant la biologie de synthèse de principes. Ce système devrait aboutir à la bactérie à l'extérieur du bioréacteur exprimant antenne récolte moins de lumière que les cellules de protéines à l'intérieur, de réduire NPQ tout en maintenant une forte absorption de photons accessoires. Nous mettrons l'accent sur la modification de la quantité de la récolte Light Complex 2 (LH2) par la réglementation de la pucB / A gènes qui codent pour les deux sous-unités du complexe. LH2 absorbe un maximum de photons à la longueur d'onde de 842 nm et des entonnoirs de conversion de l'énergie à LH1 et le centre réactionnel. Le ratio des complexes LH2 pour LH1 naturellement varie de 3,0 à 6,7 en fonction de diverses conditions de luminosité (Scheuring et al., 2005).Nous proposons que, si ce ratio de LH2 de LH1 est modifié l'ordre de 0-7 ou plus en réponse à l'intensité de la lumière incidente, la photosynthèse l'efficacité et la productivité d'une culture de R. sphaeroides mai être maximisée.
-The antenna system functions to expand the spectrum of light available for photosynthesis by absorbing different wavelengths than that of the reaction center.  Essentially, it is like the dish around the main receiver of any antenna.  Marine bacteria, such as R. sphaeroides, evolved very large antenna complexes to absorb light in a natural environment where there is great competition for photons.  As a result, the photosynthetic machinery is saturated at a rather low light intensity in a synthetic non-competitive environment, such as a bioreactor.  This causes up to 95% of incidental photons to be dissipated as heat or fluorescence by the bacteria at the exterior of a bioreactor through a process called Non-Photochemical Quenching (NPQ) (Mussgnug et al., 2007). In essence, these photons are being wasted as NPQ reduces light penetration into a bioreactor and starves cells on the interior for photons.  One method that has been shown to improve photosynthetic efficiency is the reduction of light-harvesting antenna sizes (Polle et al., 2002, Mussgnug et al., 2007).  Though, current approaches to this end rely on genetic knockouts and as such are difficult to precisely control from the perspective of metabolic engineering and synthetic biology.  Our intention is to create a more dynamic system to vary antenna size that is dependent on incidental light intensity and that can be readily optimized using synthetic biology principles.  This system should result in the bacteria at the exterior of the bioreactor expressing fewer light harvesting antenna proteins than the cells at the interior, reducing NPQ while maintaining a high absorbance of incidental photons.
-We will focus on altering the quantity of the Light Harvesting Complex 2 (LH2) by regulating the pucB/A genes that code for the two subunits of the complex.  LH2 absorbs photons maximally at the wavelength of 842 nm and funnels its energy to LH1 and the reaction center.  The ratio of LH2 complexes to LH1 naturally ranges from 3.0 to 6.7 under varying light conditions (Scheuring et al., 2005).  We propose that if this ratio of LH2 to LH1 is altered to range from 0-7 or more in response to incidental light intensity, then the photosynthetic efficiency and productivity for a culture of R. sphaeroides may be maximized.
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