调整域间结合,使酵母菌能够在现场进行种群修饰

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 合成生物学 合成生物学
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 修改微生物组的真菌成员对于生物技术和生物医学至关重要,但在技术上具有挑战性.
• 域间结合 (IDC),从细菌转移到酵母的DNA,提供了一种在位微生物组修改的方法.
• 目前的IDC技术面临效率的局限性,阻碍了它们的广泛应用.

研究的目的:

• 提高域间结合 (IDC) 的效率和控制,以修改微生物群中的真菌种群.
• 识别和操纵细菌捐赠者和酵母接受者之间的关键相互作用,以优化DNA转移.
• 证明对酵母种群不可逆转的改变,包括救援和崩的控制IDC的应用.

主要方法:

• 操纵大肠杆菌 (细菌供体) 和酵母菌 (酵母接受体) 之间的代谢和物理相互作用.
• 测试各种人口互动景观,以确定最大化IDC的条件.
• 通过曼诺蛋白来利用细胞对细胞的结合来增强IDC和细菌共生.
• 模拟可调节的控制器,以可预测地产生一系列的IDC结果.
• 应用一种新的IDC介导的CRISPR/Cas9系统来改变种群.

主要成果:

• 发现细菌共生主义在培养和混合殖民地都最大限度地提高了IDC的效率.
• 细胞与细胞通过曼诺蛋白结合显著协助IDC发病率和细菌共生.
• 可调节的控制被建模为可预测地产生一系列的IDC结果.
• 控制的IDC成功地用于不可逆转地改变酵母种群,包括通过CRISPR/Cas9.9拯救一个生长不良的种群,并通过CRISPR/Cas9.9崩一个稳定的种群.

结论:

• 优化了细菌和酵母之间的代谢和物理相互作用,为域间结合 (IDC) 提供了有效的控制.
• 这些发现为in situ mycobiome编辑提供了基石,对治疗真菌病原体和工程真菌系统有意义.
• 开发的方法使酵母种群的精确和不可逆转的修改成为可能,从而提升了微生物组工程能力.