一个基于CRISPR/Cas9的视觉工具包,可以在Aspergillus niger中的特定基因组位点进行多重集成
Yangyang Li1,2,3, Cen Li4, Yishan Fu1,2,3
1National Engineering Research Center for Cereal Fermentation and Food Biomanufacturing, Jiangnan University, Wuxi, 214122, China.
Synthetic and systems biotechnology
|February 22, 2024
概括
这项研究引入了基于CRISPR的多重集成工具包,用于Aspergillus niger,使得同时将基因插入到多个基因组位点. 这加速了改善的真菌细胞工厂的发展,用于工业应用.
科学领域:
- 分子生物学分子生物学
- 生物技术是生物技术.
- 工业微生物学 工业微生物学
背景情况:
- 黑色是一种工业生产的关键真菌,其中增强的重组基因表达是至关重要的.
- 增加基因拷贝数量可以促进表达,但在A. niger中,漫长的基因编辑周期会阻碍其快速发育.
- 要克服这些局限性,需要一个"一步"的策略,即同时集成到多个基因组位置.
研究的目的:
- 开发一个基于CRISPR的多重集成集成工具包,用于Aspergillus niger.
- 建立一个"一步"基因编辑策略,同时将重组基因集成到多个基因组位点.
- 增强重组基因表达并加速改进的A. niger细胞工厂的生成.
主要方法:
- 一个CRISPR-Cas9同质导向修复 (CRISPR-HDR) 系统是使用CRISPR-Cas9等离子体和混合供体DNA (dDNA) 构建的.
- 在dDNA中优化同质臂长度,在目标位置 (bgl,amyA,ammA) 实现了100%的编辑效率.
- 一个具有 sgRNA-tRNA 阵列的视觉多基因编辑系统 (VMS) 能够在多个位点同时进行双链断裂,从而实现多重集成.
主要成果:
- 该工具包在23.5%的白种殖民地实现了三种内源基因 (bgl,amyA,ammA) 与xynA基因的同时替换.
- 同时将xynA插入三个位点导致xynA活性增加48.6%,而不是单个位点插入.
- 观察到内源性pelA和CALB的增强表达,证明了工具包在促进基因表达的有效性.
结论:
- 结合的VMS和CRISPR-HDR系统提供了一个高效的"一步"战略,用于多重基因集成在Aspergillus niger.
- 这一工具包显著加速了A. niger细胞工厂的发展,提高了生产能力.
- 该战略促进了用于各种工业应用的改进真菌菌株的快速生成.
