开发和应用一种ACQUIRE方法,用于直接克隆超大生物合成基因集群

科学领域:

• 分子生物学分子生物学
• 合成生物学 合成生物学
• 自然产品的发现自然产品的发现

背景情况:

• 生物合成基因集群 (BGCs) 对于生产天然产品,包括抗生素至关重要.
• 克隆大型BGC (>150kb) 仍然是微生物生物技术的一个重大挑战.
• 需要有效的方法来访问和设计这些复杂的遗传元素.

研究的目的:

• 开发一种直接克隆方法,用于捕获超大生物合成基因集群 (BGCs).
• 为了证明这种新方法在克隆来自actinomycetes的BGCs中的有效性.
• 通过设计一个克隆的BGC来增强抗生素生产.

主要方法:

• 开发了ACQUIRE (先进的Cas12a核酶辅助精确和快速消化内凝准备的基因组DNA与酵母中的转化相关重组组合相结合) 方法.
• 该方法被应用到克隆3个BGC,范围从94kb到180kb.
• 利法素BGC被克隆并重新引入其原生宿主以提高产量.

主要成果:

• 成功克隆了三种BGC,其中包括来自*Amycolatopsis mediterranei* U32的94kBBBGC,效率为12.8%.
• 从*Amycolatopsis pretoriensis*Y0289中克隆了一个超大的180kb聚基酸合成酶BGC,效率为1.6%.
• 通过重新引入克隆的 *rif* BGC 进入 *A. mediterranei* U32.2.

结论:

• 获取方法是直接克隆超大BGC的有效工具.
• 这种方法补充了现有的克隆技术,并扩大了自然产品发现的能力.
• 获取促进增强抗生素生产和新型化合物的基因组挖掘.