Un flux de travail rapide pour explorer les enzymes actives à partir d'échantillons environnementaux grâce à la métagénomique fonctionnelle

Résumé La métagénomique fonctionnelle a émergé comme un outil efficace pour découvrir de nouvelles enzymes directement à partir d'échantillons environnementaux, surmontant les limitations des méthodes traditionnelles basées sur la culture. Dans cette étude, nous avons utilisé une approche métagénomique fonctionnelle sur des échantillons de selles d'Axis kuhlii, une espèce de cerf endémique d'Indonésie, pour identifier des cellulases actives. Nous avons créé un flux de travail efficace pour l'expression de séquences métagénomiques directement dans Komagatella phaffii en combinant le séquençage métagénomique pour enquêter sur la diversité enzymatique, la PCR multiplex pour construire une bibliothèque de gènes, et l'amplification en cercle roulant (RCA) pour rationaliser le processus de clonage, éliminant ainsi le besoin d'étapes intermédiaires de transformation et de propagation dans Escherichia coli. De plus, une méthode de dépistage semi-haut débit a été utilisée pour évaluer plusieurs échantillons à la fois, permettant une identification rapide des enzymes actives. En utilisant cette approche, nous avons découvert cinq endoglucanases et trois β-glucosidases avec une activité enzymatique confirmée. Cette étude montre que la métagénomique fonctionnelle peut combler le fossé entre les prédictions computationnelles et la validation expérimentale, fournissant une plateforme fiable pour la découverte et la caractérisation des enzymes à partir de microbiomes environnementaux complexes. Points clés • Nous avons établi l'expression de séquences métagénomiques par K. phaffii via PCR multiplex et RCA. • Cette approche relie le métagénomique et le dépistage d'activité pour permettre la découverte d'enzymes. • Huit cellulases actives ont été obtenues à partir d'échantillons environnementaux grâce à cette approche.