ReaL-MGE是一种用于增强多重基因组工程的工具,并应用于马洛尼尔-CoA合成代谢
Wentao Zheng1,2,3, Yuxuan Wang1, Jie Cui1
1State Key Laboratory of Microbial Technology, Shandong University, Qingdao, Shandong, P. R. China.
Nature communications
|November 12, 2024
概括
ReaL-MGE使用双链DNA进行多重基因组工程,从而能够精确地插入大型DNA序列. 这种方法显著提高了微生物生产有价值的化合物,如多基和抗癌药物.
科学领域:
- 微生物代谢工程微生物代谢工程
- 合成生物学 合成生物学
- 基因组工程是基因组工程.
背景情况:
- 预测和设计微生物代谢途径仍然具有挑战性.
- 传统的遗传策略对于复杂的代谢工程任务是不够的.
- 多重基因组工程需要先进的工具来精确操纵.
研究的目的:
- 引入一种使用双链DNA的新型多重基因组工程方法.
- 为了证明ReaL-MGE对于精确的大规模DNA插入的能力.
- 通过代谢工程来增强微生物的目标化合物的产生.
主要方法:
- 开发了ReAL-MGE (重组和线性CRISPR/Cas9辅助多重复合基因组工程).
- 利用双链 (ds) DNA的多重突变发生用于基因组操纵.
- 应用了ReaL-MGE对大肠杆菌,Schlegelella brevitalea和Pseudomonas putida进行治疗.
主要成果:
- 成功地同时插入多个千基基量级的DNA序列,没有目标之外的错误.
- 实现了细胞内马洛尼尔-CoA水平显著升高 (26 倍,20 倍和 13.5 倍).
- 增加了多基基产量超过一个数量级.
- 改造了S. brevitalea以从基纤维素中产生抗癌代谢物epothilone.
结论:
- ReaL-MGE为复杂的微生物代谢工程提供了一个强大的策略.
- 使用dSDNA的多重突变发生促进了广泛的功能遗传元素的结合.
- 这种方法提高了有价值的生物分子的生产,并使使用替代原料成为可能.
