Expanding the Portfolio of Synthetic Biology Tools in Saccharomyces
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
Ghent University Faculty of Bioscience Engineering Department of Biotechnology Expanding the portfolio of synthetic biology tools in Saccharomyces cerevisiae for the optimization of heterologous production pathways at the transcriptional and translational level Thomas Decoene Thesis submitted in fulfillment of the requirements for the degree of Doctor (Ph.D.) in Applied Biological Sciences Academic year 2017-2018 Examination committee Prof. John Van Camp (Ghent University) (chairman) Prof. Yves Briers (Ghent University) (secretary) Prof. Els Van Damme (Ghent University) Prof. Alain Goossens (Ghent University, VIB) Prof. Ronnie Willaert (Free University of Brussels) Supervisors Prof. Marjan De Mey (Ghent University) dr. Sofie De Maeseneire (Ghent University) Dean Prof. Marc Van Meirvenne Rector Prof. Rik Van de Walle ii Ghent University Faculty of Bioscience Engineering Department of Biotechnology Expanding the portfolio of synthetic biology tools in Saccharomyces cerevisiae for the optimization of heterologous production pathways at the transcriptional and translational level Thomas Decoene Thesis submitted in fulfillment of the requirements for the degree of Doctor (Ph.D.) in Applied Biological Sciences Academic year 2017-2018 iii Dutch translation of the title: Uitbreiding van het portfolio aan synthetische biologie tools in Saccharomyces cerevisiae voor de optimalisatie van heterologe productie pathways op het transcriptionele en translationele niveau To refer to this thesis: Decoene, T., 2018. Expanding the portfolio of synthetic biology tools in Saccharomyces cerevisiae for the optimization of heterologous production pathways at the transcriptional and translational level. Ph.D. thesis, Ghent University. Cover illustration: vska (123RF) ISBN number: 9789463570961 Copyright ©2018 by Thomas Decoene. The author and the promoters give the authorization to consult and copy parts of this work for personal use only. Every other use is subject to the copyright laws. Permission to reproduce any material contained in this work should be obtained from the author. Thomas Decoene was supported by a fellowship of the Institute for the Promotion of Innovation through Science and Technology in Flanders (IWT-Vlaanderen). iv WOORD VOORAF Dit is het dan, het schrijven van de laatste bladzijden van mijn ‘boekske’ . Die vier jaar onderzoek neerpennen achtte ik vorig jaar nog onmogelijk en was hetgeen waar ik zwaar tegen opzag. Uiteindelijk ben ik wel heel tevreden dat mijn doctoraat hier eindelijk ligt. Werken aan een doctoraat was een zalige periode, waar ik de volledige vrijheid had om me bij te scholen op tal van vlakken. Echter was het ook vaak een lastige tijd, waar tegenslagen in experimenten en de zoveelste ‘scoop’ ervoor zorgden dat ik me dikwijls afvroeg waar ik in godsnaam aan begonnen was. Dit doctoraat zou er dan ook nooit gelegen hebben zonder de aanwezigheid en hulp van een fantastische groep mensen, zowel op als buiten het labo, die ervoor gezorgd hebben dat ik de zin had om te blijven doorzetten. Bij deze wil ik hen hier dus heel graag bedanken! Om te beginnen aan een doctoraat heb je natuurlijk iemand nodig die in je gelooft en je de komende vier jaar ten volle wil steunen, een mentor of een promoter zoals dat dan heet in officiële termen. Marjan, daarvoor wil ik jou in eerste plaats bedanken! Je hebt me de kans gegeven om met bakkersgist, toen ook voor jou nog een vrij onbekend organisme, te beginnen binnen de MEMO groep. Ik kreeg de volledige ruimte om nieuwe technieken binnen het veld van de synthetische biologie in gist uit te proberen en mijn kennis bij te schaven op nationale en internationale congressen. Voor dit vertrouwen ben ik je oprecht zeer dankbaar! Uiteraard ook een welgemeende dankjewel aan mijn co-promoter Sofie, de bakkersgist post-doc op het labo! Altijd kon ik bij je terecht met allerhande vragen en het grondig nalezen van mijn teksten apprecieer ik enorm! Daarnaast zorgde je vaak voor de amusante momenten in de MEMO bureau; zo was het altijd hilarisch wanneer het fameuze ‘mannekes’ weer maar eens door de bureau galmde toen het boeltje er op stelten stond. Dit brengt me dan ook naadloos bij het MEMO hoofdstuk. Als thesisstudent kwam ik terecht in een gedreven bende enthousiastelingen waar er naast wetenschappelijk onderzoek plaats was voor zeer veel ambiance. Deze goede sfeer heeft er immers grotendeels toe bijgedragen dat ik overtuigd was om hier te starten met een doctoraat. Mijn voorgangers waren het drietal Frederik, Gert en Pieter. Al tijdens het schrijven van ons IWT voorstel werden we ingewijd in de groep met de ‘Russische avond’ georganiseerd door Frederik, een v legendarische avond die nog bij velen van ons in het geheugen gegrift staat. Ook Gert en Pieter waren er van in het begin bij en wil ik bedanken voor de input omtrent experimentele set-ups en data-analyse. Pieter bruiste van de zotste ideeën en wou als het enigszins mogelijk was zijn labowerk laten uitvoeren door robots. Gert lag mee aan de basis van het yUTR verhaal, [na een zoveelste scoop ] ‘Thomas, kga helpen uw doctoraat redden’, of hoe bijgevolg een varia projectje is uitgedraaid op een mooi hoofdstuk en artikel, bedankt daarvoor! Op dat moment ook nog aanwezig waren Joeri, die als het ware volledige metabolische pathways uit zijn hoofd kende, en Gaspard, anti-Windows en me dus altijd maar vragen als ik geen Ubuntu cd’tje moest hebben. Samen met Bob en Brecht vormde ik dan de volgende lichting. Bob, veelal bezig met de laatste ‘geek stuff’ (3D printers, zichzelf laten chippen, etc. ) en zeer belezen omtrent de laatste synthetische biologie trends. Brecht, kortweg Paepe had altijd wel een ludiek verhaal in petto; ‘De Groote Gaston ’ en het scheidingsmisverstand van ‘de Xavier’ zijn maar een paar voorbeelden uit het brede oeuvre. Als ik de voorbije vier jaar ook ooit één serieus woord met je gewisseld heb zal het veel geweest zijn. Uitspraken zoals ‘ Ja, mijn grijze plek is ook een biosensor’ waren van die hilarische momenten. Tevens denk ik nog vaak met een grote glimlach terug aan onze trip met Nico vorig jaar naar Singapore en Indonesië. Btw, laat me zeker weten wanneer Biosensor Centre Paepe uit de startblokken schiet! Intussen werd ook onze opvolging verzekerd. Tom, de stille harde werker. Samen hebben we toch enkele mooie systemen uitgewerkt in het labo om onze geliefde gastheer bakkersgist te temmen. Maarten VB, je mag dan wel de ‘man van glas’ genoemd worden, toch wist je er in te slagen om een veel winnaar te zijn, getuige daarvan je overwinning op het schuttersparcours aan Dikkebusvijver, de topscore bij de bureaudarts en je recente NAR publicatie. David, altijd bereid om mijn West-Vlaamse zinsconstructies te vertalen en te ontleden, en me bijgevolg op linguïstisch vlak wat bij te scholen. Mol, het officieuze MEMO lid, labo feestpreases en ‘drager der korte broeken’ . Verbazend hoe je er telkens in slaagde om alle laatste labogeroddel te weten te komen. Lien en Chiara, die de mannelijke hegemonie in de groep durfden te doorbreken. Bedankt ook voor de organisatie van het fantastische MEMO weekend in Parijs! De groep zou uiteraard niet hetzelfde zijn zonder Jo. Ook jij bent er al van bij het schrijven van onze projecten bij en zorgde ervoor dat we ons bleven focussen om die wetenschappelijke doelen te halen. Daarnaast was je altijd een amusante metgezel om wat subtiele stekjes te geven aan Sofie, wat dan meestal uitdraaide in een leuk verbaal post-doc gevechtje. Ondanks de zware jaren blijf ik ook jouw immense kracht en moed om te blijven vi gaan bewonderen! Last but not least mogen we uiteraard het tweetal Wouter en Dries niet vergeten. Mister W, de grootmeester van het praktisch labowerk en de Koepuur jukebox. Al vanaf mijn thesis kon ik je lastig vallen met allerlei vragen omtrent moleculair en analytisch werk en trapte je Koepuur avonden op gang alsof het niets was. El Duchi, meermaals slaagde je erin om me het bloed van onder de nagels te halen door weer maar eens af te geven op de triestige gisten die toch niets konden of me uit te maken voor successupportertje. Samen met Wouter was je ook gepassioneerd door voetbal en sport, wat het altijd leuk maakte om onze visies te laten schijnen over dat prachtige doelpunt of die bijzondere koers. Ook wil ik graag alle Glycodirect, BioPort en InBio collega’s bedanken. Eén voor één fantastische mensen die allemaal bijdragen tot een formidabele sfeer op het labo wat het werken des te aangenamer maakt. Bewijs daarvan de vele post labo-activiteiten zoals de kerstfeestjes, het paasontbijt, de barbecues, labo-uitstappen, een pint pakken in de Koe en de verscheidene sportactiviteiten. Zeker op sportvlak heb ik me op het labo altijd ten volle kunnen uitleven! Dankjewel daarvoor aan Margo, Stevie, Jorick, Koen, Sylwia, Mol, Maarten VB en recentelijk Veerle, Sven, Jelle en Matthieu. Samen vormden we het Inbiyolo/CS Barcelona minivoetbalteam, een amusante ploeg waar het motto ‘deelnemen is belangrijker dan winnen’ echt van tel was. Vaste afsluiter was dan ook het doorspoelen van het verlies of het vieren van een zoet smakende (zeldzame) overwinning achteraf in het GUSB, altijd een leuk moment! Daarnaast vertegenwoordigden we het labo jaarlijks op de Mister T triatlon met een bende topatleten. Merci daarvoor aan Dries D, Tom V, Martijn, Griet, Magali, Margo, Sophie, Karel, Maarten D, Gert, Hannes en Stevie om er telkens een geslaagde namiddag van te maken. Ook werden er op zonnige lente – en zomeravonden met het labofietsteam menige kilometers afgemaald. Nooit zal ik onze legendarische fietstocht met Gert, Robin, Maarten D, Magali, Karel en Stevie naar Brugge vergeten! En naar het schijnt zouden we nog eens zoiets over doen richting Roeselare… Een speciaal woordje van dank gaat ook uit naar de Yeastpalace . Vroeger nog met Lien en Isabelle, en vandaag de dag met het jongere geweld Tom, Mol, Veerle en Yatti, een zeer aangename plek waar er tussen het werken door veel gelachen werd.