自生DNA动员和繁殖加速从细菌中发现自然产物
Feng Xie1,2,3, Haowen Zhao1,2,3, Jiaqi Liu1,2
1Helmholtz Institute for Pharmaceutical Research Saarland (HIPS), Helmholtz Centre for Infection Research (HZI), Saarbrücken, Germany.
Science (New York, N.Y.)
|December 12, 2024
概括
我们开发了ACTIMOT,一种CRISPR-Cas9工具,
科学领域:
- 微生物学
- 合成生物学
- 自然产品的发现
背景情况:
- 抗生素耐药性 (AMR) 通过抗生素耐药性基因的转移传播.
- 细菌基因组在神秘的生物合成基因集群中存在着巨大的未开发的化学多样性.
- 传统的克隆方法在获取大型基因组DNA片段时效率低下.
研究的目的:
- 开发一种新的方法,将细菌染色体中的大DNA片段调动并转移到质粒中.
- 利用这种方法从以前无法获得的基因集群中发现新的自然产物.
- 为了加速细菌生物合成途径的探索.
主要方法:
- 开发了基于CRISPR-Cas9的DNA动员和转移在细菌细胞中的系统.
- 应用ACTIMOT将大DNA片段从Streptomyces染色体移动到复制性质粒.
- 使用动员的DNA片段激活了四个神秘的生物合成基因集群.
主要成果:
- 在Streptomyces*中有效地调动了大型基因组DNA片段.
- 四个神秘的生物合成基因集群被成功激活.
- 发现了39种属于四个不同类别的新化合物.
结论:
- ACTIMOT克服了传统分子克隆的大型DNA操作的局限性.
- 这种方法显著加速了从细菌基因组中发现自然产品的过程.
- ACTIMOT具有探索生物合成途径和发现新生物活性化合物的巨大潜力.
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