La edición precisa en las horquillas de replicación del ADN permite la ingeniería del genoma múltiple en eucariotas

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• Biología sintética
• La genética

Sus antecedentes:

• Los métodos actuales de ingeniería genómica a menudo se basan en rupturas de doble hebra y recombinación homóloga, lo que puede conducir a mutaciones no deseadas.
• La ingeniería del genoma múltiple es crucial para crear diversidad genética compleja de manera eficiente.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva tecnología de ingeniería del genoma múltiple, eficiente y precisa en Saccharomyces cerevisiae.
• Demostrar la capacidad de esta tecnología para la diversificación combinatoria de las vías biosintéticas.

Principales métodos:

• Se utiliza el recocido de oligonucleótidos sintéticos en la cadena rezagada de la replicación del ADN.
• Evitó la necesidad de recombinación homóloga dirigida por Rad51 y roturas de ADN de doble cadena.
• Se ha logrado la incorporación simultánea de múltiples oligonucleótidos y mutaciones dirigidas.

Principales resultados:

• Se han demostrado modificaciones cromosómicas precisas a resolución de un solo par de bases con una eficiencia superior al 40%.
• Incorporó con éxito hasta 12 oligonucleótidos y 60 mutaciones en una sola transformación.
• Diversidad genómica combinatoria generada superior a 10^5 mediante transformaciones iterativas.
• Diseñaron una vía de biosíntesis de β-caroteno heteróloga, produciendo variantes con niveles alterados de carotenoides debido a mutaciones precisas.

Conclusiones:

• El método desarrollado ofrece un enfoque independiente de Rad51, libre de ruptura de doble cadena para la ingeniería del genoma múltiple.
• Esta tecnología permite la modificación de alta eficiencia, precisa y combinatoria de los genomas eucariotas.
• La estrategia es automatizable y aplicable para generar una diversidad genómica significativa para diversas aplicaciones, incluida la ingeniería metabólica.