针对Streptomyces sp.进行了CRISPR-Cas9的工程设计. 基因组编辑以改善专门的代谢物生产

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 分子生物学分子生物学
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• CRISPR-Cas9基因组编辑对于Streptomyces研究至关重要.
• 细胞毒性和非目标裂变极限性野生型Cas9在Streptomyces中的应用.
• 在Streptomyces中高GC含量基因组带来了独特的基因操纵挑战.

研究的目的:

• 开发一个改进的CRISPR-Cas9系统,用于高GC含量Streptomyces的高效基因组编辑.
• 为了减少与Streptomyces中Cas9相关的异结合和细胞毒性.
• 通过先进的基因组工程来增强二次代谢物生产.

主要方法:

• 通过将聚酸添加到其末端,设计了一种修改后的Cas9蛋白,Cas9-BD.
• 利用Cas9-BD和dCas9-BD进行生物合成基因 (BGC) 的同时重构和删除.
• 采用多重基因组编辑与单导向RNA库用于基因表达调制.
• 开发了一种体内克隆方法,使用Cas9-BD捕获大型BGC.

主要成果:

• 与野生类型的Cas9相比,Cas9-BD表现出较低的目标外结合和细胞毒性.
• 成功执行了同时进行的BGC重构,多次BGC删除和多重基因表达调制.
• 通过多重基因组编辑,在几个Streptomyces菌株中改善了二次代谢物生产.
• 在各种Streptomyces物种中证明了Cas9-BD的成功应用,包括体内克隆方法.

结论:

• 修改后的Cas9-BD系统为Streptomyces的基因组编辑提供了一个多功能和高效的解决方案.
• 这一创新有效地解决了高GC含量基因组中的细胞毒性和脱问题.
• Cas9-BD是推进菌株工程和在actinomycetes中发现二次代谢物的宝贵工具.