異なった種の遺伝子のファミリーのDNAのシャッフリングは,指向進化を加速します

科学分野:

• 分子生物学は分子生物学である.
• バイオテクノロジー バイオテクノロジー
• 酵素工学とは

背景:

• 誘導進化は,遺伝子多様性を生み出すために再結合を利用する.
• DNAシャッフリングは,断片化された同類遺伝子を再組みすることにより,キメリック遺伝子を生成します.
• 以前の研究は,多様性のためのランダムな点変異または単一の遺伝子に焦点を当てた.

研究 の 目的:

• 自然に発生する同質遺伝子を用いたDNAシャッフリングの効率を,別々に進化した遺伝子と比較するために.
• ファミリーシャッフリングによる進化の加速と酵素活動の改善を評価する.
• 機能的多様性を高めるための分子育種の可能性を評価する.

主な方法:

• ランダムな断片化と自己プリミングポリメラーゼ再組みを通じて,キメリック遺伝子のライブラリを生成.
• 4つのセファロスポリナーゼ遺伝子のモキシラクタマース活性改善を比較して,シャッフルされたプールと比較して,別々に進化した.
• リコンビネーションのためのシーケンスホモロジーの領域でテンプレートスイッチングを活用しました.

主要な成果:

• 単一のDNAシャッフリングサイクルは,別々に進化した遺伝子を8倍に改善しました.
• 4つの同類遺伝子の混合プールをシャッフルすると,270〜540倍の活性改善がもたらされました.
• ファミリーシャッフリングは,サイクル毎の改善の50倍の増加を示し,最高のクローンは複数の遺伝子と点変異のセグメントを含んでいた.

結論:

• 自然に発生する同質遺伝子のDNAシャッフリングは,従来の方法と比較して,指向進化を著しく加速します.
• ファミリーシャッフリングは,種間でも多様な遺伝子配列を効率的に混合するための強力な分子繁殖技術です.
• このアプローチは,酵素の活性を大幅に増加させ,タンパク質工学の利用可能な配列空間を拡大します.