超高通量选辅助的活体定向进化用于酶工程
Shuaili Chen1,2, Zhanhao Yang1,2, Ze Zhong1,2
1Science Center for Future Foods, School of Biotechnology, Jiangnan University, 1800 Lihu Road, Wuxi, 214122, Jiangsu, China.
Biotechnology for biofuels and bioproducts
|January 23, 2024
概括
这项研究引入了一个快速的in vivo定向进化系统,用于工程生物分子. 新方法提高了突变速率,并通过热响应控制和超高通量选加速了酶和途径演化.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 分子生物学分子生物学
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- 经典的定向进化是有效的,但受到艰苦,耗时的步骤和低选吞吐量限制.
- 挑战包括多种分子生物学程序,如DNA转换和有限的查能力.
研究的目的:
- 为加速生物分子工程开发一种超高吞吐量体内连续定向进化系统.
- 为了使酶和生物合成途径的可调和高效的进化.
主要方法:
- 在大肠杆菌中设计了一个系统,利用易发生错误的DNA聚合酶表达,由热敏抑制剂 (cI857) 和温度敏感的MutS突变控制,用于突变固定.
- 整合了超高通量选技术的系统,包括微流体滴滴选和光激活细胞分类.
- 使用β-乳酸酶证明了该平台的有效性,实现了向突变率的600倍增加.
主要成果:
- 通过微流体滴滴查成功进化了α-氨酶,识别了通过微流体滴滴查活动增加48.3%的突变物.
- 使用体内生物传感器和光激活细胞分类,开发了一种具有1.7倍高的复星生物合成途径变体.
- 验证了系统对快速酶和途径进化的能力.
结论:
- 开发了一种新的热响应向突变发生系统,加上超高吞吐量查,以实现快速的生物分子进化.
- 该平台显著提高了工程酶和代谢途径的效率和速度.
